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Hintergrund
der Erfindung
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1) Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Vorrichtung
zum Steuern der Einspritzgeschwindigkeit einer Spritzgießmaschine.
Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Steuern der Einspritzgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen, wenn
die Bewegungsgeschwindigkeit eines Einspritzkolbens während der
Phase verringert wird, in der eine Einspritzphase von einer Füll- in eine
Entlüftungsphase
gewechselt wird.
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2) Verwandter Stand der
Technik
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Bei
aus der Praxis bekannten Spritzgießmaschinen erfolgt die Steuerung
der Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens (Schnecke) in Vorwärtsrichtung
gewöhnlich
in Übereinstimmung
mit einem Programmprofil, das vorher in einem Computer angelegt
wird.
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1 ist ein Graph, der ein
herkömmliches Programmprofil
zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens
zeigt. Wie in 10 gezeigt,
wird beim herkömmlichen
Profil die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens so gesteuert, daß der Füllhub des
Einspritzkolbens in mehrere Perioden unterteilt wird, wobei die
Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens in einer Vorwärtsbewegung
bei jeder Periode spezifiziert ist, um ein vielfach rechteckig geformtes
Programmprofil einzustellen und wird so gesteuert, daß sich der
Kolben in einer Vorwärtsrichtung
gemäß den Geschwindigkeiten
V1, V2, V3 und V4 bewegt, die in dem Programmprofil in Übereinstimmung
mit der Position des Kolbens angelegt sind.
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Die
Bewegungsgeschwindigkeiten V3 und V4 werden in dem Profil so eingestellt,
daß die
Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens vor einem Zeitpunkt
verringert werden kann, bei dem geschmolzener Kunststoff vollständig im
Arbeitsablauf eines Formenhohlraums eingefüllt ist und um zu verhindern,
daß der
Druck des Kunststoffes in dem Formenhohlraum unangemessen steigt.
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Gemäß einer
solchen Einstellung der Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens
variiert eine Antriebskraft PA zum Vorwärtsbewegen des Kolbens, wie
in 1 gezeigt ist.
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Es
ist erforderlich, daß die
Geschwindigkeiten V3 und V4 des Programmprofils so eingestellt sind,
um die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens zu verringern, und um
die Bewegungsgeschwindigkeit passend zu verringern, um zu verhindern,
daß die
Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens zu stark reduziert wird und
der Kunststoff in der Nähe
der Endabschnitte des Hohlraumes während der Periode, in der der
Kunststoff eingefüllt
wird, zu stark abgekühlt
wird. Es ist weiterhin erforderlich, daß die Verringerung der Geschwindigkeit
ohne irgendwelche nachhaltigen Mängel
und in Übereinstimmung
mit der Form des Spritzgießartikels
und mit den Material eigenschaften des zu verwendenden Kunststoffes
eingestellt wird.
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Bisher
wurden die Charakteristiken über
die Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens meistens
auf der Basis von Versuch und Irrtum durch die Erfahrung des Bedieners
eingestellt.
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Es
ist jedoch ein erfahrungsreiches Know-how erforderlich, um die Charakteristiken
zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit so einzustellen, daß die Geschwindigkeitsverringerung
auf passende Weise ausgeführt
wird, und daß verhindert wird,
daß der
Kunststoff in der Nähe
der Endabschnitte des Hohlraumes zu stark abgekühlt wird; daher ist es schwierig,
die Spritzgießbedingung
zu bestimmen. Die Spritzgießbedingung
wird aktuell so eingestellt, indem Versuchsspritzgüsse mehrere Male
wiederholt werden, um einen Kompromiß der Kontrollcharakteristik
der Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens herauszufinden. Dies
wirkt sich nachteilig aus, da es viel Zeit kostet, eine passende
Charakteristik zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit des
Kolbens einzustellen.
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Wenn
die Bewegungsgeschwindigkeit des Spritzgießkolbens in mehreren Schritten
von V3 auf V4 verringert wird, verändert sich weiterhin der Druck des
geschmolzenen Kunststoffes wellenförmig in der Gießform, entsprechend
der Veränderung
der Antriebskraft PA, die den Kolben in eine Vorwärtsrichtung
bewegt. Das heißt,
daß demzufolge
der Druck des geschmolzenen Kunststoffes in der Gießform nicht
akzeptabel gesteuert werden kann. Um diesen Nachteil zu umgehen,
ist es erforderlich, die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens während der Phase
der Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit in mehrstufiger Weise
zu verändern
oder eine Charakteristik zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
in Übereinstimmung
mit einer passenden Verringerungsfunktion für die Bewegungsgeschwindigkeit
einzustellen. Diese Vorkehrungen machen jedoch die Einstellung eines
Programmprofiles wesentlich schwieriger.
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Gemäß der
EP 478788 A1 werden
bei einem Spritzgießverfahren,
bei dem der Einspritzprozeß in mehreren
Abschnitten mit unterschiedlichen Einspritzgeschwindigkeiten erfolgt,
die Positionen der Einspritzschnecke, an denen die Einspritzgeschwindigkeit
umgeschaltet wird, unter Berücksichtigung der
in einem ersten Durchlauf ermittelten Werte für den Schmelzedruck festgelegt.
Dabei werden die materialabhängigen
Zusammenhänge
zwischen dem Schmelzedruck, der Materialtemperatur und dem spezifischen
Volumen berücksichtigt.
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Gemäß der
DE 4446857 A1 wird
ein Referenzdruck von geschmolzenem Material, welches in einen Spritzgußformhohlraum
eingespritzt wird, als eine Funktion der Einpritzablaufzeit oder
eines Bewegungsabstands eines Spritzkolbens eingestellt, und der
Kolben wird bei einer konstanten Geschwindigkeit gestartet. Die
Einspritzgeschwindigkeit wird korrigiert, um eine Differenz zwischen
einem erfaßten Druck
des eingespritzten geschmolzenen Materials und dem Referenzdruck
in einem Bereich zu beseitigen, in dem der erfaßte Druck den Referenzdruck während der
ablaufenden Zeit der Kolbenbewegung übersteigt. Der korrigierte
Wert der Einspritzgeschwindigkeit und die ablaufende Zeit oder der Kolbenbewegungsabstand,
wobei diese dem Bereich entsprechen, werden in einem Speicher gespeichert und
auf ein gewünschtes
Geschwindigkeitsmuster charakterisiert, und das Muster wird davon
als eine Spritzgußgeschwindigkeitsbedingung
ausgelesen.
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Auch
die
US 4806089 befaßt sich
mit der Optimierung mehrstufiger Einspritzprozesse von Spritzgießverfahren,
in Abhängigkeit
von Einspritzparametern, wobei hier auf die Verwendung gepulster
Signale innerhalb der Regelung numerisch gesteuerter Spritzgießmaschinen
abgestellt wird.
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Die
DE 3639292 C2 befaßt sich
mit Gesichtspunkten der Verwendung eines Spritzgießwerkzeugs
in zwei unterschiedlichen Spritzgießmaschinen. Um aus den beim
Spritzgießen
von thermoplastischen Kunststoffen aus einer Spritzgießmaschine
in ein Werkzeug gewonnenen Kennwerten schnell, einfach und automatisiert
entsprechende Kennwerte zum Betrieb des Werkzeugs auf einer zweiten
Spritzgeeßmaschine
zu ermitteln, wird vorgeschlagen, daß das für die erste Spritzgießmaschine
bekannte optimale Einspritz-Geschwindigkeitsprofil manuell und/oder
mittels Datenträger
die Steuerungsvorrichtung der zweiten Spritzgießmaschine eingegeben wird,
daß die
zweite Spritzgießmaschine
mit einem beliebigen, verträglichen
Einspritz-Geschwindigkeitsprofil betrieben wird, wobei die sich
ergebende Einspritzzeit durch multikative Änderung des Einspritz- Geschwindigkeitsprofils
der der ersten Spritzgießmaschine
angepaßt
wird, als Quotient der mittleren integralen Einspritzgeschwindigkeit
ein Anpassungsfaktor gebildet wird und daß in der Steuervorrichtung
der zweiten Spritzgießmaschine
das optimale Einspritz-Geschwindigkeitsprofil
dieser Spritzgießmaschine
für die
zu füllende
Form aus dem Einspritz-Geschwindigkeitsprofil der ersten Maschine
und dem Anspassungsfaktor errechnet wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen
zur Verfügung
zu stellen, bei dem automatisch beurteilt wird, ob die Charakteristik
zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit eines Spritzgießkolbens
passend eingestellt worden ist; die somit eingestellte Charakteristik
zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit wird in Übereinstimmung
mit dem Beruteilungsergebnis automatisch korrigiert und eine angepaßte Charakteristik
zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit wird automatisch durch selbstlernendes
Steuern ohne jegliche Mängel
eingestellt.
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Um
die eben umrissenen Aufgaben zu lösen, umfaßt ein Verfahren zur Steuerung
der Spritzgeschwindigkeit einer Spritzgießmaschine die folgenden Schritte:
Erfassen
einer Antriebskraft durch ein erstes Erfassungsmittel, um einen
Einspritzkolben nach vorn zu bewegen, der beweglich in dem Einspritzzylinder
eingebaut ist;
Steuern der Geschwindigkeit der nach vorn gerichteten
Bewegung des Einspritzkolbens, die in Übereinstimmung mit einem Verringerungsprofil
für die
Bewegungsgeschwindigkeit verringert werden soll, welches von einer
vorbestimmten Verringerungsfunktion für größere Geschwindigkeiten zu einem
Zeitpunkt gesteuert wird, bei dem der durch das erste Erfassungsmittel
erfaßte
Wert einen vorbestimmten Standardwert überschreitet;
Erfassen
der Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens, der sich in einer
Vorwärtsbewegung befindet,
durch ein zweites Erfassungsmittel, während der Phase, in der die
Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens reduziert wird;
Prüfen von
mindestens einem der folgenden beiden Fälle: ob der durch das zweite
Erfassungsmittel erfaßte
Wert einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet, und ob der durch
das zweite Erfassungsmittel erfaßte Wert einen vorbestimmten
unteren Grenzwert unterschreitet;
Ausgeben eines Alarmsignales,
falls der durch das zweite Erfassungsmittel erfaßte Wert einen vorbestimmten
oberen Grenzwert überschreitet
oder einen vorbestimmten unteren Grenzwert unterschreitet.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet zweitens, daß das Prüfen in einer
Position durchgeführt
wird, bei der die Einspritzphase von einer Füll- in eine Entlüftungsphase
gewechselt wird.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet drittens, daß der obere
Grenzwert und/oder der untere Grenzwert als durchgezogene Linie
oder als mehrere Punkte mit vorbestimmten Wert während der Verringerungsphase
der Bewegungsgeschwindigkeit in Übereinstimmung
mit der Verringerungscharakteristik für die Bewegungsgeschwindigkeit
eingestellt wird/werden, so daß das Prüfen kontinuierlich
oder über
mehrere Punkte während
der Verringerungsphase der Bewegungsgeschwindigkeit durchgeführt wird.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet viertens, daß, wenn
der durch das zweite Erfassungsmittel erfaßte Wert unter einem unteren Grenzwert
während
der Verringerungsphase der Bewegungsgeschwindigkeit absinkt, die
Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens danach in eine Vorwärtsrichtung
auf die Geschwindigkeit zu dem Zeitpunkt fest eingestellt wird,
wenn der Wert den unteren Grenzwert in einem laufenden Einspritzzyklus unterschreitet.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet fünftens,
daß zwei
oder mehrere Standardwerte eingestellt werden und daß das Verringerungsprofil
der Bewegungsgeschwindigkeit in Übereinstimmung
mit einer anderen Verringerungsfunktion der Bewegungsgeschwindigkeit
für jeden
Standardwert eingestellt wird.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet sechstens, daß eine Phase,
während
der ein Vergleich zwischen dem Standardwert und dem durch das erste
Erfassungsmittel erfaßte
Wert durchgeführt
wird, für
jeden Standardwert in Übereinstimmung
mit der Position des Kolbens eingestellt wird.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet siebtens, daß eine Phase,
während
der ein Vergleich zwischen dem Standardwert und dem durch das erste
Erfassungsmittel erfaßte
Wert durchgeführt
wird, für
jeden Standardwert in Übereinstimmung
mit der Zeit eingestellt wird, die nach dem Zeitpunkt des Einspritzbeginns
verstrichen ist.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet achtens, daß wenn das
Alarmsignal ausgegeben wird, der Standardwert des nächsten Einspritzzyklus
korrigiert wird.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet neuntens, daß wenn das
Alarmsignal ausgegeben wird, die Funktion für das Einstellen des Verringerungsprofiles
der Bewegungsgeschwindigkeit verändert
wird, um das Verringerungsprofil der Bewegungsgeschwindigkeit zu
korrigieren, und daß die
Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens gesteuert wird, um
in Übereinstimmung
mit dem somit korrigierten Verringerungsprofil der Bewegungsgeschwindigkeit
in dem nächsten
Einspritzzyklus verringert zu werden.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet zehntens, daß, wenn
das Alarmsignal ausgegeben wird, die Phase, während der der Vergleich zwischen
dem Standardwert und dem durch das erste Erfassungsmittel erfaßte Wert
ausgeführt
wird, in dem nächsten
Einspritzzyklus verändert
wird.
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Um
die vorstehenden Nachteile zu lösen, umfaßt die Vorrichtung
zum Steuern der Einspritzgeschwindigkeit einer Spritzgießmaschine
außerdem folgende
Merkmale:
Ein erstes Erfassungsmittel zum Erfassen einer Antriebskraft
für das
Bewegen in Vorwärtsrichtung
eines Einspritzkolbens, der in einem Einspritzzylinder für geschmolzenen
Kunststoff beweglich eingebaut ist;
Steuermittel für die Bewegungsgeschwindigkeit
zum Steuern der Bewegungsgeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung des Kolbens, um
sie in Übereinstimmung
mit einem Verringerungsprofil der Bewegungsgeschwindigkeit zu verringern,
das durch Verwendung einer vorbestimmten Verringerungsfunktion der
Geschwindigkeit zu einem Zeitpunkt eingestellt wird, bei dem ein
durch das erste Erfassungsmittel erfaßte Wert einen vorbestimmten
Standardwert überschreitet;
Ein
zweites Erfassungsmittel zum Erfassen der Bewegungsgeschwindigkeit
in Vorwärtsrichtung
des Kolbens;
Ein Prüfmittel
zur Beurteilung der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens zum Prüfen von
zumindest zwei Fällen:
ob die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens, die durch
das zweite Erfassungsmittel erfaßt wird, einen vorbestimmten
oberen Grenzwert überschreitet
und ob die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens, die durch
das zweite Erfassungsmittel erfaßt wird, einen vorbestimmten
unteren Grenzwert unterschreitet, während der Steuerungsphase für die Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit oder einer Position, bei der die Einspritzphase
in die Entlüftungsphase
gewechselt wird, und für
das Ausgeben eines Alarmsignales, falls die Bewegungsgeschwindigkeit
des Einspritzkolbens einen oberen Grenzwert überschreitet und/oder wenn
die Bewegungsgeschwindigkeit des Ein spritzkolbens einen unteren
Grenzwert unterschreitet (elftens).
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Die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt weiterhin ein Korrekturmittel
für eine
Steuerungsbedingung, für
das Durchführen
zumindest einer der folgenden Vorgänge: Korrektur der Standardwerte
in einem folgenden Spritzgießzyklus,
Korrektur des Steuerungsprofils der Bewegungsgeschwindigkeit in
dem folgenden Spritzgießzyklus
und Wechsel der Periode während
der der Vergleich zwischen einem Standardwert und dem durch das
erste Erfassungsmittel erfaßten
Wert für
den folgenden Spritzgießzyklus
erfaßt
wird, wenn das Prüfmittel
für die Bewegungsgeschwindigkeit
des Kolbens das Alarmsignal ausgibt (zwölftens).
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Gemäß dem ersten
und elften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Antriebskraft
für das Bewegen
des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung durch
das erste Erfassungsmittel erfaßt,
und wenn der somit erfaßte
Wert einen Standardwert überschreitet,
startet die Steuerung zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
des Einspritzkolbens in Übereinstimmung
mit dem vorbestimmten Steuerungsprofil zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit,
das durch eine vorbestimmte Funktion zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
gelenkt wird.
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Während der
Steuerungsperiode zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
wird geprüft, ob
die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens, die durch das zweite Erfassungsmittel
erfaßt
wird, den vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet und/oder ob die
Bewegungsgeschwindigkeit den vorbestimmten unteren Grenzwert unterschreitet,
und sobald die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens den
vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet
und/oder die Bewegungsgeschwindigkeit einen vorbestimmten unteren
Grenzwert unterschreitet, wird das Alarmsignal ausgegeben.
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Gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Beurteilung, ob die Bewegungsgeschwindigkeit
des Kolbens passend ist oder nicht, an einer Position durchgeführt, an
der die Einspritzphase von einer Füll- in eine Entlüftungsphase gewechselt wird.
Das heißt,
es wird überprüft, ob die Endgeschwindigkeit
des Einspritzkolbens an der Wechselposition in die Entlüftungsphase
geeignet ist oder nicht.
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Gemäß dem dritten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird/werden zumindest einer der
beiden Grenzwerte, der obere Grenzwert und/oder der untere Grenzwert,
kontinuierlich oder nach mehreren Punkten mit einem vorbestimmten
Abstand eingestellt, und die Überprüfung, ob
die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens in Vorwärtsrichtung den oberen Grenzwert überschreitet
und/oder ob die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens in Vorwärtsrichtung
den unteren Grenzwert unterschreitet, wird kontinuierlich oder nach
mehreren Punkten während der
Steuerungsperiode zur Verringerung der Geschwindigkeit durchgeführt.
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Gemäß dem vierten
Aspekt der vorliegenden Erfindung, während der Steuerungsperiode
zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit, wird, sobald die
Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens in Vorwärtsrichtung den oberen Grenzwert überschreitet
oder den unteren Grenzwert unterschreitet, die Bewegungsgeschwindigkeit
des Kolbens anschließend
fest auf die Geschwindigkeit zu dem Zeitpunkt eingestellt, an dem
die Bewegungsgeschwindigkeit innerhalb des gleichen Spritzgießzyklus überschritten
oder unterschritten wird, so daß eine
ungeeignete Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens verhindert wird.
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Gemäß dem fünften Aspekt
der vorliegenden Erfindung werden zwei oder mehrere Standardwerte, bei
denen die Steuerung der Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
anfängt,
eingestellt, und das Steuerungsprofil zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
wird durch eine Funktion zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
für jeden Standardwert
eingestellt.
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Gemäß dem sechsten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Periode, während der
ein Vergleich zwischen dem Standardwert und dem durch das erste
Erfassungsmittel erfaßte
Wert durchgeführt wird,
für jeden
Standardwert in Übereinstimmung
mit der Position des Kolbens eingestellt.
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Gemäß dem siebten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Standardwert, bei dem
die Steuerung zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit anfängt, mit
dem Wert verglichen, der durch das erste Erfassungsmittel erfaßt wird,
und die Periode, während
der der Vergleich aufrecht erhalten wird, wird für jeden Standardwert getrennt
eingestellt, der auf der Zeit basiert, die seit dem Zeitpunkt des Beginns
der Einspritzphase verstrichen ist.
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Gemäß dem achten
Aspekt der vorliegenden Erfindung werden, sobald das Alarmsignal
ausgegeben wird, die Stan dardwerte für den folgenden Spritzgießzyklus
korrigiert.
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Gemäß dem neunten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, sobald das Alarmsignal ausgegeben
wird, das Steuerungsprofil zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
für den
folgenden Spritzgießzyklus
korrigiert.
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Gemäß dem zehnten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, sobald das Alarmsignal ausgegeben
wird, die Periode, während
der der Vergleich zwischen den Standardwerten, bei denen die Steuerung
zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit anfängt, und
dem durch das erste Erfassungsmittel erfaßte Wert erfolgt, in dem folgenden
Spritzgießzyklus
geändert.
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Gemäß dem zwölften Aspekt
der vorliegenden Erfindung wird, sobald die Vorrichtung reagiert, um
ein Alarmsignal auszugeben, indem mindestens einer der Korrekturen
der Standardwerte in einem folgenden Spritzgießzyklus durchgeführt wird,
die Korrektur des Steuerungsprofils zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
für den
folgenden Spritzgießzyklus
und der Wechsel der Periode, während der
der Vergleich zwischen den Standardwerten und dem Wert, der durch
das erste Erfassungsmittel aufrecht erhalten wird (nachfolgend als "wirksame Vergleichsperiode" bezeichnet).
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Graph, der ein Beispiel von einer Veränderungscharakteristik eines
herkömmlichen
Programm profiles bezüglich
der Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit und der Veränderung
der Antriebskraft zum Bewegen des Einspritzkolbens in einer Vorwärtsrichtung
veranschaulicht;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konstruktion eines ersten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, bei dem die Vorrichtung zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit der
vorliegenden Erfindung an einer hydraulischen Spritzgießmaschine
angewendet wird;
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3 ist
eine Graph, der ein Beispiel von einer Veränderungscharakteristik der
Bewegungsgeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung
und der nach vorn gerichteten Antriebskraft des Einspritzkolbens
in Übereinstimmung
mit dem Steuerungsverfahren der Einspritzgeschwindigkeit der Spritzgießmaschine
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 zeigt
einen Graph, der ein weiteres Beispiel der Veränderungscharakteristik der
Bewegungsgeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung
und der nach vorn gerichteten Antriebskraft des Einspritzkolbens
in Übereinstimmung
mit dem Steuerungsverfahren der Einspritzgeschwindigkeit der Spritzgießmaschine
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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5 zeigt
einen Graph, der noch einmal ein weiteres Beispiel der Veränderungscharakteristik
der Bewegungsgeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung und der nach vorn
gerichteten Antriebskraft des Einspritzkolbens in Übereinstimmung
mit dem Steuerungsverfahren der Einspritz geschwindigkeit der Spritzgießmaschine
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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6 zeigt
einen Graph, der wiederum ein weiteres Beispiel der Veränderungscharakteristik
der Bewegungsgeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung und der nach vorn
gerichteten Antriebskraft des Einspritzkolbens in Übereinstimmung
mit dem Steuerungsverfahren der Einspritzgeschwindigkeit der Spritzgießmaschine
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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7 ist
ein Blockdiagramm, das eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung
zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt, die an einer hydraulischen Spritzgießmaschine angewendet wird;
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8 ist
ein Blockdiagramm, das ebenfalls eine weitere Ausführungsform
der Vorrichtung zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, die an einer hydraulischen Spritzgießmaschine
angewendet wird;
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9 zeigt
einen Graph, der wiederum ein weiteres Beispiel der Veränderungscharakteristik
der Bewegungsgeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung und der nach vorn
gerichteten Antriebskraft des Einspritzkolbens in Übereinstimmung
mit dem Steuerungsverfahren der Einspritzgeschwindigkeit der Spritzgießmaschine
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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10 zeigt
einen Graph, der wiederum ein weiteres Beispiel der Veränderungscharakteristik
der Bewegungsgeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung und der nach vorn gerichteten
Antriebskraft des Einspritzkolbens in Übereinstimmung mit dem Steuerungsverfahren
der Einspritzgeschwindigkeit der Spritzgießmaschine der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht.
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Detaillierte
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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2 zeigt
eine Konstruktion eines Ausführungsbeispiels,
bei dem die Vorrichtung zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit
gemäß der vorliegenden
Erfindung an einer hydraulischen Spritzgießmaschine angewendet wird.
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Die
hydraulische Spritzgießmaschine
umfaßt einen
Einspritzzylinder 1 für
geschmolzenen Kunststoff; wobei die notwendige Menge des zu schmelzenden
Materials vorher gemessen und in dem Zylinder bereitgestellt wurde,
und umfaßt
weiterhin einen Einspritzkolben 3 mit einer in den Einspritzzylinder 1 beweglich
eingebauten Schnecke, eine Hydraulikzylindervorrichtung 5 zum
Antreiben des Einspritzkolbens 3 in Rückwärts- und Vorwärtsrichtung;
wobei der geschmolzene Kunststoff in die Spritzgießform 9 durch
eine Düse 7 eingespritzt
wird, indem der Einspritzkolben 3 in einer Vorwärtsrichtung
bewegt wird.
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Hydrauliköl wird von
einer Hydraulikölversorgung 11 in
eine Hydraulikzylindervorrichtung 5 über ein Steuerventil 13 zur Ölableitung
bereitgestellt, wobei die Ableitungsmenge des Öls gemessen wird.
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In
diesem Fall wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens 3 in
Vorwärtsrichtung durch
die Ableitungsmenge des Hydrauliköls, das in der Hydraulikzylindervorrichtung 5 bereitgestellt
wurde, bestimmt; die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens 3 in
Vorwärtsrichtung
wird durch die Steuerung der Ableitungsmenge des Hydrauliköls mit Hilfe
des Steuerventils 13 zur Ölableitung gesteuert.
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Das
Steuerventil 13 zur Ölableitung
ist in Form eines elektromagnetischen Steuerventils mit variabler
Drosselmöglichkeit
ausgeführt,
durch das die Ableitmenge des Hydrauliköls quantitativ gesteuert wird.
Dieses Ventil 13 arbeitet in Übereinstimmung mit einem Geschwindigkeitssteuersignal,
das von einer Vorrichtung 15 zur Einstellung der Einspritzgeschwindigkeit
zur Verfügung
gestellt wird.
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Mit
der Vorrichtung 15 zur Einstellung der Einspritzgeschwindigkeit
ist ein Kraftaufnehmer 17 zum Erfassen der nach vorne gerichteten
Antriebskraft des Einspritzkolbens 3 mit Hilfe des Öldrucks
in der Hydraulikzylindervorrichtung 5 und ein Positionserfassungsmittel 19 zur
Erfassung der Position des Einspritzkolbens 3 verbunden.
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Die
Vorrichtung 15 zur Einstellung der Einspritzgeschwindigkeit
umfaßt
eine Programmeinstellvorrichtung 21 und die Vorrichtung 23 zur
Einstellung der Funktion zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit.
In der Programmeinstellvorrichtung 21 wird ein rechteckförmiges Programmprofil
zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens 3 eingestellt,
das durch die Werte V1 bzw. V2 dargestellt ist; in der Vorrich tung 23 zur
Einstellung der Funktion zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
wird das Programmprofil zur Geschwindigkeitsverringerung durch eine
vorbestimmte Funktion zur Geschwindigkeitsverringerung eingestellt,
das in 3 durch das Bezugszeichen VD dargestellt ist.
Das Geschwindigkeitssteuersignal wird entweder von der Programmeinstellvorrichtung 21 oder
der Vorrichtung 23 zur Einstellung der Funktion zur Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit an das Steuerventil 13 zur Ölableitung
weitergeleitet. Der Signalanschluß wird über einen Signalschalter 20 geschaltet.
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Ein
Komparator 25 wird verwendet, um zu überprüfen, ob die jetzige Position
des Kolbens innerhalb einer wirksamen Vergleichsperiode der nach vorne
gerichteten Antriebskraft des Kolbens liegt. In dem Komparator 25 wird
die Position des Einspritzkolbens 3, die durch das Positionserfassungsmittel 19 erfaßt wird,
mit einer vorbestimmten gültigen
Vergleichsperiode verglichen, die vorher in der Einstellvorrichtung 26 zur
Steuerung der Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit eingestellt
wurde; und sobald der Einspritzkolben seine Position in der wirksamen
Vergleichsperiode erreicht hat, veranlaßt der Komparator 25 einen
Schalter 27 auf EIN zu wechseln.
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Nur
wenn der Schalter 27 auf EIN steht, wird das Erfassungssignal
der nach vorne gerichteten Antriebskraft des Einspritzkolbens 3,
die durch den Kraftaufnehmer 17 für die nach vorne gerichtete
Kraft gemessen wird, an den Komparator 29 weitergeleitet.
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Der
Komparator 29 überprüft, ob die
nach vorne gerichtete Antriebskraft des Einspritzkolbens 3,
die durch den Kraftaufnehmer 17 für die nach vorne gerichtete
Kraft gemessen wird, einen Standardwert erreicht, der durch eine
Standardwerteinstellvorrichtung 31 eingestellt wird; und
sobald die nach vorne gerichtete Antriebskraft zum Antrieb des Kolbens den
Standardwert erreicht, wird ein Steuersignal für eine Anlaufbewegung der Vorrichtung 23 zur
Einstellung der Funktion zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
weitergeleitet.
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Sobald
das Steuersignal für
die Anlaufbewegung anliegt, gibt die Vorrichtung 23 zur
Einstellung der Funktion zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
ein Geschwindigkeitssteuersignal aus, das anhand der Übereinstimmung
mit dem Verringerungsprofil der Bewegungsgeschwindigkeit erhalten wird,
das in Übereinstimmung
mit einem Befehl eingestellt wird, der von der Einstellvorrichtung 26 zur Steuerung
der Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit an das Steuerventil 13 zur Ölableitung über einen
Signalschalter 20 zugeführt
wird.
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Das
Geschwindigkeitssteuersignal, das man durch das Profil erhält, das
die in 3 gezeigten Geschwindigkeiten V1 und V2 bestimmt,
wird andererseits von einer Programmeinstellvorrichtung 21 an das
Steuerventil 13 zur Ölableitung
weitergeleitet, bis das Steuersignal für die Anlaufbewegung von dem Komparator 29 an
die Vorrichtung 23 zur Einstellung der Funktion zur Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit weitergeleitet wird, anders ausgedrückt, bis
die nach vorne gerichtete Antriebskraft des Einspritzkolbens 3 den
Standardein stellwert erreicht, der durch die Standardwerteinstellvorrichtung 31 eingestellt
ist.
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Ein
Geschwindigkeitsberechner 33 errechnet die nach vorne gerichtete
Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens 3 in Übereinstimmung mit
dem erfaßten
Wert, der von dem Positionserfassungsmittel 19 ausgegeben
wird.
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In
dem Komparator 35 wird der durch das Positionserfassungsmittel 19 erfaßte Wert
mit der Umschaltposition in einer Entlüftungsphase verglichen, der
in der Programmeinstellvorrichtung 21 so eingestellt wird,
daß ein "Haltesignal" in dem Geschwindigkeitsberechner 33 bereitgestellt
wird, um die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit des
Einspritzkolbens 3 an der Umschaltposition in der Entlüftungsphase
des Kolbens beizubehalten.
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Das
Signal der nach vorne gerichteten Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens
an der Umschaltposition in der Entlüftungsphase des Kolbens, die
durch den Geschwindigkeitsberechner 33 beibehalten wird,
wird an den oberen Grenzwertkomparator 37 und an den unterer
Grenzwertkomparator 39 angelegt.
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Der
untere Grenzwertkomparator 37 überprüft, ob die nach vorne gerichtete
Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens an der Umschaltposition in
der Entlüftungsphase
einen oberen Grenzwert überschreitet,
der in der Einstelleinrichtung 41 für den oberen Grenzwert eingestellt
wird; sobald die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit
des Kolbens den oberen Grenzwert überschreitet, wird ein EIN-Signal
von dem Komparator 37 an eine ODER-Schaltung 45 weitergeleitet.
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Der
Komparator 39 für
den unteren Grenzwert überprüft andererseits,
ob die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens
an der Umschaltposition in der Entlüftungsphase einen unteren Grenzwert
unterschreitet, der in der Einstelleinrichtung 43 für den unteren
Grenzwert eingestellt wird; sobald die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit
des Kolbens den unteren Grenzwert unterschreitet, wird ein EIN-Signal von dem Komparator 39 an
die ODER-Schaltung 45 weitergeleitet.
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Die
ODER-Schaltung 45 gibt ein Alarmsignal aus, sobald das
EIN-Signal entweder von oberen Grenzwertkomparator 37 oder
von dem unteren Grenzwertkomparator 39 bereitgestellt wird.
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Das
Alarmsignal wird ebenfalls an die Einstellvorrichtung 26 zur
Steuerung der Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit weitergeleitet,
wobei mindestens einer der Korrekturvorgänge für den folgenden Spritzgießzyklus
innerhalb der Korrektur der Standardwerte durchgeführt wird,
die in der Standardwerteinstellvorrichtung 31 eingestellt
werden, die Korrektur der Funktion zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit,
die der Vorrichtung 23 zur Einstellung der Funktion zur
Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit eingestellt wird, und
eine Änderung
der Daten der wirksamen Vergleichsperiode der nach vorne gerichteten
Antriebskraft, die an den Komparator 25 weitergeleitet
werden muß.
Diese Korrekturen und die Änderung
funktionieren wie ein Korrektur- und Änderungsmittel
für den
Steuerungszustand.
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Die
Funktionen der Vorrichtung zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit,
die die oben erwähnten
Merkmale aufweisen, werden anhand des in 3 gezeigten
Graphs nachfolgend erläutert.
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Wenn
die Füllphase
beginnt, wird das Steuersignal für
die Bewegungsgeschwindigkeit an dem Steuerventil 13 zur Ölableitung über den
Signalschalter 20 angelegt, in Übereinstimmung mit den nach vorn
gerichteten Bewegungsgeschwindigkeiten V1 und V2 der Kolben, die
in dem Programmprofilen zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit
der Programmeinstellvorrichtung 21 eingestellt werden.
Dabei wird die Ableitungsmenge des Hydrauliköls von der Hydraulikölversorgung 11 in
den Hydraulikzylinder 5 durch das Steuerventil 13 zur Ölableitung
so gesteuert, daß der
Einspritzkolben 3 abhängig
von seiner Position nach vorne bewegt wird, wobei sich dessen Bewegungsgeschwindigkeit
in Übereinstimmung
mit dem Profil verändert,
d.h. von der Geschwindigkeit V1 zur Geschwindigkeit V2.
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Durch
die Vorwärtsbewegung
des Einspritzkolbens 3 steigt die nach vorn gerichtete
Antriebskraft des Einspritzkolbens 3, die mittels des Kraftaufnehmers 17 für die nach
vorne gerichtete Kraft gemessen wird, was in 3 durch
das Bezugszeichen PA angedeutet ist.
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Wenn
der Kolben 3 in die wirksame Vergleichsperiode A der nach
vorne gerichteten Antriebskraft des Kolbens bewegt wird, die vorher
in der Einstellvorrichtung 26 zur Steuerung der Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit eingestellt worden ist, nimmt der Schalter 27 als
Antwort auf das Ausgangssignal des Komparators 25 eine
EIN-Stellung ein; wobei das mittels des Kraftauf nehmers 17 für die nach
vorne gerichtete Kraft erfaßte
Signal der nach vorn gerichteten Antriebskraft des Kolbens 3 dann
an den Komparator 29 weitergeleitet wird.
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Sobald
die nach vorn gerichtete Antriebskraft des Einspritzkolbens 3,
die durch den Kraftaufnehmer 17 für die nach vorn gerichtete
Kraft erfaßt
wird, einen Standardwert PSH erreicht, der in der Standardwerteinstellvorrichtung 31 eingestellt
wird, gibt der Komparator 29 ein Steuersignal für die Anlaufbewegung
an die Vorrichtung 23 zur Einstellung der Funktion zur
Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit aus, zum Starten der Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens, so daß die Vorrichtung 23 zur
Einstellung der Funktion zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
ein Geschwindigkeitssteuersignal, das man durch das Profil zur Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit erhält – dargestellt
mit den Bezugszeichen VD in 3 – an das
Steuerventil 13 zur Ölableitung über den
Signalschalter 20 ausgibt. Die Steuerung zur Verringerung der
Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens wird dadurch in Übereinstimmung
mit dem Profil VD zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
durchgeführt.
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Sobald
der Einspritzkolben 3 sich nach vorne in die Position zum
Wechsel in die Entlüftungsphase bewegt,
wird ein Signal, das der nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit
VS des Einspritzkolbens 3 an der Position zum Wechsel in
die Entlüftungsphase
entspricht, das durch den Geschwindigkeitsberechner 33 berechnet
wird, an den oberen Grenzwertkomparator 37 bzw. an den
unterer Grenzwertkomparator 39 weitergeleitet.
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Im
oberen Grenzwertkomparator 37 wird überprüft, ob die nach vorne gerichtete
Bewegungsgeschwindigkeit VS des Kolbens den oberen Grenzwert VAH überschreitet,
der in der Einstelleinrichtung 41 für den oberen Grenzwert eingestellt
ist, während im
unteren Grenzwertkomparator 39 überprüft wird, ob die nach vorne
gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit VS den unteren Grenzwert VAL
unterschreitet, der in der Einstelleinrichtung 43 für den unteren Grenzwert
eingestellt ist.
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Sobald
der Fall auftritt, daß der
Kolben 3 die Position zum Wechsel in die Entlüftungsphase
erreicht, und die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit
VS des Kolbens 3 sich innerhalb eines Toleranzbereiches
von VAL-VAH bewegt, wird die Steuerung unverändert fortgesetzt.
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Falls
andererseits die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit
VS den oberen Grenzwert VAH überschreitet,
der in der Einstelleinrichtung 41 für den oberen Grenzwert eingestellt
ist, oder den unteren Grenzwert VAL unterschreitet, der in der Einstelleinrichtung 43 für den unteren
Grenzwert eingestellt ist, wird von der ODER-Schaltung 45 ein
Alarmsignal ausgegeben.
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Durch
das Ausgeben eines Alarmsignales wird es somit automatisch und fehlerfrei
deutlich, ob die Steuerung zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
des Einspritzkolbens 3 auf eine geeignete Weise durchgeführt wird
oder nicht.
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Im
Anschluß an
das Ausgeben eines Alarmsignales wird mindestens eine der Korrekturen
der Standardwerte PSH in der Standardwerteinstellvorrichtung 31,
die Korrek tur der Funktion zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit,
die in der Vorrichtung 23 zur Einstellung der Funktion,
zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit eingestellt ist, und
der Wechsel der wirksamen Periode A zum Vergleich der Antriebskraft,
die an den Komparator 25 weitergeleitet wird, in der Einstellvorrichtung 26 zur
Steuerung der Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit durchgeführt.
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In
dem in der 3 gezeigten Graph wird, sobald
die nach vorne gerichtete Antriebskraft PA des Einspritzkolbens 3 den
Standardwert PSH erreicht, die Bewegungsgeschwindigkeit so gesteuert, um
in Übereinstimmung
mit dem Profil VD zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
verringert zu werden, das durch die vorbestimmte Funktion zur Verringerung
der Geschwindigkeit so bestimmt wird, daß die nach vorne gerichtete
Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens 3 an der
Position zum Wechsel in die Entlüftungsphase
den VS-Wert annimmt.
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Da
der Wert VS niedriger ist als der untere Grenzwert VAL, wird ein
neuer Standardwert PSH', der
größer ist
als der Standardwert PSH fehlerfrei durch die Einstellvorrichtung 26 zur
Steuerung der Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit eingestellt.
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Im
folgenden Spritzgießzyklus
wird die Bewegungsgeschwindigkeit so gesteuert, um in Übereinstimmung
mit dem neuen Profil VD' zur
Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit verringert zu werden,
das man durch Verschieben des alten Profils in eine Vorwärtsrichtung
erreicht, und anschließend nimmt
die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens
den Wert VS' an der
Position zum Wechsel in die Entlüftungsphase an,
so daß die
Bewegungsgeschwindigkeit innerhalb des geeigneten Bereiches zwischen
VAL und VAH liegt. Im Anschluß daran
wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens unter der Bedingung
gesteuert, daß der
Standardwert PSH' eine
Stelle ist, an der die Steuerung zur Verringerung der Geschwindigkeit
beginnt.
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Vergleicht
man die Bedingung einer automatischen Einstellung des Bewegungsgeschwindigkeitsprogramms,
gemäß dem Steuerungsverfahren für die Einspritzgeschwindigkeit
und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit dem herkömmlichen Verfahren
und der in 1 gezeigten Vorrichtung, so gleichen
sich die Einstellgeschwindigkeiten V1 und V2 zu Beginn der Füllphase,
jedoch die herkömmlichen
Geschwindigkeiten V3 und V4 in der dritten und vierten Phase werden
gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht in dem Profil definiert.
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Bei
dem Verfahren und der Vorrichtung zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden – anstatt
die Bewegungsgeschwindigkeiten V3 und V4 einzustellen – der Standardwert
PSH für
den Beginn der Steuerung der zu verringernden Bewegungsgeschwindigkeit und
der obere Grenzwert VAH und der untere Grenzwert VAL des Einspritzkolbens
in der Position zum Wechsel in die Entlüftungsphase in der automatischen
Einstellung des Bewegungsgeschwindigkeitssteuerprogramms eingestellt.
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Sobald
der Alarm ausgegeben wird, ist es möglich, die Funktion zur Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit zu korrigieren, die in der in 4 dargestellten
Vorrichtung 23 zur Einstellung der Funktion zur Verrin gerung
der Bewegungsgeschwindigkeit eingestellt wird, anstatt den Standardwert
PSH zu korrigieren. Dabei kann das Profil zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
von VD nach VD' für den folgenden
Spritzgießzyklus
so verändert
werden, daß die
nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit VS' des Einspritzkolbens 3 in
der Position zum Wechsel in die Entlüftungsphase sich innerhalb
eines geeigneten Bereiches zwischen VAL und VHL des folgenden Spritzgießzyklus
bewegt.
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Wird
der Alarm ausgegeben, so ist es dadurch weiterhin möglich, die
wirksame Vergleichsperiode der nach vorne gerichteten Antriebskraft
von A auf A' – wie in 5 gezeigt – zu verändern, die
an den Komparator 25 weitergeleitet wird. Dabei wird der
Startpunkt, um die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens zu verringern,
die durch das Profil VD zur Verringerung der Geschwindigkeit bestimmt
werden, verändert,
so daß sich
die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit VS' des Einspritzkolbens
an der Position zum Wechsel in die Entlüftungsphase innerhalb des geeigneten
Bereiches zwischen VAL und VHL im nächsten Spritzgießzyklus
verschiebt.
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Durch
die Korrektur oder die Veränderung der
Steuerungsbedingungen zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
stellt sich die Steuerungscharakteristik zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
des Kolbens automatisch optimal ein.
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Darüber hinaus
besteht die Möglichkeit
zwei oder mehr auswählbare
Standardwerte einzustellen, so daß das Steuerungsprofil zur
Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit durch zwei oder mehr unterschiedliche Funktionen
zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit für jeden Standardwert eingestellt
wird. Durch solch eine Anordnung, kann die Steuerung zur Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit mit einer sehr viel besser geeigneten Charakteristik
durchgeführt
werden, die den Anforderungen des Spritzgießens detaillierter nachkommt.
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In
einem in 6 gezeigten Graph ist ein solches
Profil dargestellt, bei dem ein Profil VD1 zur Verringerung der
Bewegungsgeschwindigkeit auf einen Standardwert PSH1 gemäß einer
vorbestimmten Funktion zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
eingestellt ist, wobei ein Profil VD2 zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
auf einen Standardwert PSH2 gemäß der anderen
Funktion zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit eingestellt
ist, die sich von der Funktion zur Bestimmung des Profils VD1 unterscheidet.
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7 zeigt
eine Konstruktion eines zweiten Ausführungsbeispieles, in der die
Vorrichtung zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit gemäß der vorliegenden
Erfindung an einer hydraulischen Spritzgießmaschine angewendet wird.
Es ist zu beachten, daß die
gleichen numerischen Bezugszeichen für die gleichen Elemente verwendet
werden, die auch in der 2 zu sehen sind, wobei auf die
Erklärung
dafür verzichtet
wird.
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel
wird die wirksame Vergleichsperiode der nach vorne gerichteten Antriebskraft
des Kolbens in der Einstellvorrichtung 26 zur Steuerung
der Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit in Übereinstimmung
mit der Zeit, die nach dem Zeitpunkt des Einspritzbeginns verstrichen
ist, bestimmt. Aus diesem Grund wird in dem Komparator 25 das
Zeitsignal, das von einem Zeitgeber 47 ausgesendet wird
mit der wirksamen Vergleichsperiode, die in der Einstellvorrichtung 26 zur
Steuerung der Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit bestimmt
wird, verglichen; sobald das Zeitsignal die wirksame Vergleichsperiode
erreicht, schaltet der Schalter 27 in die EIN-Stellung.
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Die
Konstruktion des zweiten Ausführungsbeispieles
ist fast dieselbe wie die des ersten Ausführungsbeispiels, mit der Ausnahme,
daß die
wirksame Vergleichsperiode der nach vorne gerichteten Antriebskraft
des Kolbens in Übereinstimmung
mit der Zeit eingestellt wird, die seit dem Zeitpunkt des Einspritzbeginns
verstrichen ist. Aus diesem Grund kann dieselbe Funktion wie die
des ersten Ausführungsbeispieles
auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel erreicht
werden.
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8 ist
eine schematische Darstellung, die eine Konstruktion des dritten
Ausführungsbeispiels zeigt,
bei dem die Vorrichtung zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit
gemäß der vorliegenden
Erfindung an einer hydraulischen Spritzgießmaschine angewendet wird.
Es ist zu beachten, daß die
gleichen numerischen Bezugszeichen für die gleichen Elemente wie
in dem ersten Ausführungsbeispiel
verwendet werden, wobei auf die Erklärung dafür verzichtet wird.
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In
dem dritten Ausführungsbeispiel
wird ein Signal, das zeigt, das sich der Kolben in der wirksamen
Vergleichsperiode befindet, von der Einstellvorrichtung 26 zur
Steuerung der Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit an den Geschwindigkeitsberechner 33 weitergeleitet,
oder es wird ein Signal, das zeigt, daß der Kolben sich innerhalb
des Steuerungsbereiches zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
befindet, von dem Komparator 29 an den Geschwindigkeitsberechner
weitergeleitet. Während
der Zeit, in der das Signal anzeigt, daß sich der Kolben in der wirksamen
Vergleichsperiode oder in der Steuerungsperiode zur Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit befindet, wird die nach vorne gerichtete
Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens 3 in dem
Geschwindigkeitsberechner 33 durch Verwendung eines erfaßten Wertes
berechnet, der von dem Positionserfassungsmittel 19 ausgegeben
wird.
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In
dem unterer Grenzwertkomparator 39 wird überprüft, ob die
nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens den unteren
Grenzwert unterschreitet, der in der Einstelleinrichtung 43 für den unteren
Grenzwert während
der wirksamen Vergleichsperiode oder während der Steuerungsperiode zur
Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit eingestellt ist. Wenn
die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens den
unteren Grenzwert unterschreitet, der in der Einstelleinrichtung 43 für den unteren
Grenzwert eingestellt wird, wird ein Alarmsignal von dem unterer
Grenzwertkomparator 39 ausgegeben. Es wird darauf hingewiesen, daß der Begriff "Steuerungsperiode
zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit" in den Ansprüchen für einen allgemeinen Bereich
verwendet wird, der sowohl die wirksame Vergleichsperiode als auch
die Steuerungsperiode zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
darstellt.
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Das
Alarmsignal wird auch an der Einstellvorrichtung 26 zur
Steuerung der Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit angelegt.
Liegt das Alarmsignal an, so sendet die Einstellvorrichtung 26 zur
Steuerung der Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit einen Befehl,
um die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens
fest auf die Geschwindigkeit einzustellen, die zum Zeitpunkt des
Alarmsignals vorliegt. Als Antwort auf das Ausgeben des Alarmsignals,
führt die
Vorrichtung 26 weiterhin zumindest einen der folgenden Vorgänge aus:
Korrigieren des Standardwertes, der in der Standardwerteinstellvorrichtung 31 für den folgenden
Spritzgießzyklus
eingestellt wird, Korrigieren der Funktion zur Verringerung de Bewegungsgeschwindigkeit,
die in der Vorrichtung 23 zur Einstellung der Funktion
zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit für den folgenden Spritzgießzyklus eingestellt
wird und Verändern
der Daten die wirksame Vergleichsperiode, der nach vorne gerichteten Antriebskraft,
die an den Komparator weitergegeben werden soll.
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Das
dritte Ausführungsbeispiel
ist so ausgelegt, daß,
wenn die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens
den unteren Grenzwert unterschreitet, der in der Einstelleinrichtung 43 für den unteren
Grenzwert eingestellt ist, die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit des
Kolbens anschließend
fest auf die zu dem Zeitpunkt vorliegende Geschwindigkeit eingestellt
wird.
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Die
Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens unterschreitet daher im gleichen
Spritzgießzyklus nicht
den unteren Grenzwert, so daß verhindert
werden kann, daß sich
die vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens verschlechtert.
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9 ist
ein Graph, der ein Beispiel für
die Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit, bei der ein mehrstufiges
Profil für
die Steuerung der Kolbengeschwindigkeit eingestellt ist. Falls die
Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens gemäß dem mehrstufigen
Profil V11, V12, V13, V14, V15 gesteuert wird, wird die nach vorne
gerichtete Antriebskraft PA zum Antrieb des Einspritzkolbens 3 wiederholt
erhöht
oder erniedrigt, wie in 9 gezeigt.
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Durch
die Ausgestaltung, bei der die Steuerung zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
des Kolbens zu dem Zeitpunkt beginnt, bei dem die Antriebskraft
PA den Standardwert PSH erreicht, wird in diesem Fall erreicht,
daß die
nach vorne gerichtete Antriebskraft PA den Standardwert PSH an drei
Stellen Pa, Pb und Pc erreicht.
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Augenblicklich
ist es jedoch notwendig, die Verringerung der Geschwindigkeit an
der Stelle Pc zu beginnen. Deshalb sollte die wirksame Vergleichsperiode
für das
Vergleichen der nach vorne gerichteten Antriebskraft PA des Einspritzkolbens
und des Standardwertes PSH auf die Periode zwischen der Stelle zwischen
Pe und Ph beschränkt
werden; wobei in der Periode zwischen den Stellen Pa und Pe die
Steuerung ohne Vergleich ausgeführt
werden sollte. Dadurch beginnt die Steuerung zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
in Übereinstimmung
mit dem Profil VD zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
an der Stelle Pc.
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Das Überprüfen, ob
die Bewegungsgeschwindigkeit VS des Kolbens an der Position zum Wechsel
in die Entlüftungsphase
innerhalb des Toleranzbereiches zwischen VAH und VAL liegt, und
die anschließende
Korrektur oder Veränderung
der Bedingung zur Verringerung der Geschwindigkeit können auf
die gleiche Weise, wie in 2 dargestellt, ausgeführt werden.
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Bei
jedem der oben erwähnten
Ausführungsbeispiele
wird die Überprüfung, ob
die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens geeignet
ist oder nicht, nur an der Position zum Wechsel in die Entlüftungsphase
durchgeführt.
Es wäre
jedoch denkbar, die Überprüfung so
durchzuführen, daß einer
von dem oberen Grenzwert VAH und dem unteren Grenzwert VAL kontinuierlich
oder nach einer Vielzahl von Punkten mit definierten Abstand eingestellt
wird, die in Übereinstimmung
mit der Steuerungscharakteristik zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
innerhalb der Steuerungsperiode der Geschwindigkeitsverringerung
liegen, so daß mindestens
eine der Überprüfungen,
ob die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit VS des Einspritzkolbens 3 den
vorbestimmten oberen Grenzwert VAH überschreitet und ob die Bewegungsgeschwindigkeit
VS den vorbestimmten unteren Grenzwert unterschreitet, kontinuierlich
oder zumindest an zwei Stellen durchgeführt wird.
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In
dem in der 10 gezeigten Graph wird ein
Beispiel über
eine Charakteristik von einer Veränderung der nach vorne gerichteten
Bewegungsgeschwindigkeit und der nach vorne gerichteten Antriebskraft
des Einspritzkolbens gezeigt, wenn die oben erwähnte Überprüfung in der Steuerungsperiode
zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit kontinuierlich durchgeführt wird.
In diesem Fall werden die oberen und unteren Grenzwerte f(VAH) und f(VAL)
vorher in der Programmeinstellvor richtung 21 eingestellt.
Diese Grenzwerte werden durch die Funktion f bestimmt, die für die Charakteristik
zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit geeignet ist.
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Die
Beurteilung, ob die nach vorn gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit
VS des Einspritzkolbens 3 in einem angemessenen Bereich
zwischen f(VAL) und f(VAH) liegt, wird dabei kontinuierlich gemäß der Position
des Kolbens durchgeführt,
so daß die
Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit fehlerfreier ausgeführt werden
kann.
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Wie
oben ausgeführt,
wird die Antriebskraft zum Vorwärtsbewegen
des Einspritzkolbens bei dem Verfahren und der Vorrichtung zum Steuern
der Einspritzgeschwindigkeit bei erfindungsgemäßen Spritzgießmaschinen
durch das erste Erfassungsmittel erfaßt; sobald der durch das erste
Erfassungsmittel erfaßte
Wert einen vorbestimmten Standardwert überschreitet, wird die Steuerung
zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit in Übereinstimmung
mit dem Steuerungsprofil zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
gestartet, welches innerhalb einer Periode durch die vorbestimmte
Funktion zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit bestimmt
wird; es wird geprüft,
ob die vorwärtsgerichtete
Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens, die durch das zweite Erfassungsmittel
erfaßt
wird, einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet oder nicht und
ob die Bewegungsgeschwindigkeit den unteren Grenzwert unterschreitet
oder nicht; wobei in mindestens einem der Fälle, bei dem die vorwärtsgerichtete
Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens einen oberen Grenzwert über- oder
einen unteren unterschreitet, ein Alarmsignal ausgegeben wird. Es
ist daher automatisch und einwandfrei ersichtlich, ob die Charakteristik
zur Steuerung der Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit des
Einspritzkolbens auf angemessene Weise eingestellt ist oder nicht.
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Nach
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird die Beurteilung, ob
die nach vorn gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens auf
passende Weise gesteuert wird oder nicht, an der Position zum Wechsel
in die Entlüftungsphase
ausgeführt. Deshalb
wird die Überprüfung, ob
die Endgeschwindigkeit des Einspritzkolbens an der Position zum Wechsel
in die Entlüftungsphase
geeignet ist oder nicht, durchgeführt, so daß man möglicherweise erkennen kann,
ob die Endgeschwindigkeit des Einspritzkolbens eingestellt wurde
ohne die Periode zu über-
oder unterschreiten.
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Gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung wird mindestens einer der oberen und
unteren Grenzwerte kontinuierlich oder nach einer Vielzahl von Punkten
mit einem vorbestimmten Abstand in der Steuerungsperiode zur Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit in Übereinstimmung
mit der Steuerungscharakteristik zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
eingestellt; somit wird mindestens eine Überprüfung, ob die nach vorne gerichtete
Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens den vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet oder
nicht und ob die Bewegungsgeschwindigkeit den unteren Grenzwert
unterschreitet oder nicht, kontinuierlich oder nach einer Vielzahl
von Punkten durchgeführt.
Aus diesem Grund wird die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit
des Kolbens im Steuerungsbereich zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
kontinuierlich oder nach einer Vielzahl von Punkten aufgezeichnet,
so daß die
Einspritzsteuerung einwandfreier durchgeführt werden kann.
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Gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung wird, sobald die nach vorne gerichtete
Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens den unteren Grenzwert innerhalb
des Steuerungsbereiches zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
unterschreitet, die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens auf die
relevante Geschwindigkeit fest eingestellt, die zu diesem Zeitpunkt
im selben Spritzgießzyklus
vorherrscht, wodurch verhindert werden kann, daß die nach vorne gerichtete
Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens einen ungeeigneten Wert annimmt.
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Gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung werden zwei oder mehr Standardwerte eingestellt,
bei denen die Steuerung zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
beginnt; und die nach vorne gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit des
Kolbens wird gesteuert, um in Übereinstimmung mit
dem Profil zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit, das durch
die unterschiedliche Funktion zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit für jeden
der Standardwerte eingestellt wird. Die Steuerung zur Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit wird deshalb durchgeführt, um
möglichst
nahe an die erforderliche Charakteristik heranzukommen.
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Gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung wird die Phase des wirksamen Vergleichs zum
Vergleich der Standardwerte, bei denen die Steuerung zur Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit begonnen wird, mit den durch die ersten
Erfassungsmittel erfaßten
Werten, für
jeden Standardwert auf der Basis der Position des Einspritzkolbens
oder der Zeit eingestellt, die seit dem Startpunkt der Einspritzung
verstrichen ist. Deshalb beginnt die Steuerung zur Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit immer an der richtigen Stelle, sogar dann,
wenn die Antriebskraft in der Füllphase
verstärkt
oder verringert wird, um den Einspritzkolbens vorwärts zu bewegen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der Standardwert für den folgenden Spritzgießzyklus
korrigiert, wenn das Alarmsignal ausgegeben wird. Somit wird der
Standardwert zum Starten der Steuerung zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
angemessen aufgenommen und anschließend an den richtigen Wert
angepaßt,
so daß die
Steuerungscharakteristik zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
automatisch ideal zugeschnitten wird, ohne das irgendein Know How über das
Spritzgießen erforderlich
ist.
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Gemäß dem Verfahren
der Spritzgießmaschine
der vorliegenden Erfindung wird das Steuerungsprofil zur Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit für
den nächsten
Spritzgießzyklus
korrigiert, wenn das Alarmsignal ausgegeben wird. Deshalb wird das
richtige Steuerungsprofil zur Geschwindigkeitsverringerung aufgenommen
und anschließend
in das richtige Profil geändert,
so daß die
Steuerungscharakteristik zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
automatisch ideal zugeschnitten wird, ohne das irgendein Know How über das Spritzgießen erforderlich
ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der Wirkungsbereich für den Vergleich zwischen dem Standardwert
und dem von dem ersten Erfassungsmittel erfaßten Wert (Phase des wirksamen
Vergleichs) in dem folgenden Spritzgießzyklus verändert, wenn das Alarmsignal
ausgegeben wird. Deshalb wird die Phase des wirksamen Vergleichs
aufgenommen und dann in die richtige geändert, so daß die Steuerungscharakteristik
zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit automatisch ideal
zugeschnitten wird, ohne das irgendein Know How über das Spritzgießen erforderlich
ist.
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Gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung wird, sobald das Alarmsignal ausgegeben wird,
mindestens eine der folgenden Veränderungen ausgeführt: Korrektur
der Standardwerte, Korrektur des Steuerungsprofils zur Verringerung
der Bewegungsgeschwindigkeit und Änderung des Wirkungsbereichs
für den
Vergleich zwischen dem Standardwert und dem durch das Erfassungsmittel
erfaßten Wert.
Deshalb wird die Steuerungscharakteristik zur Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
automatisch ideal zugeschnitten, ohne das irgendein Know How über das
Spritzgießen
erforderlich ist.