DE2407225C2 - Device for automatic process monitoring - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Prozeßüberwachung gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 bis 3.The invention relates to a device for automatic process monitoring according to the preamble of Claims 1 to 3.
Aus der DE-OS 20 56 262 ist eine Einrichtung zur Qualitätsprüfung von Fertigungslosen nach der Attribut-Folgeprüfung anhand bestimmte Kriterien erfüllender Stichprobenpläne bekannt. Diese Einrichtung kann auch als Vorrichtung zur automatischen Prozeßüberwachung der eingangs bezeichneten Gattung verstanden werden, wenn die dort vorgesehene Qualitätsprüfung als der zu überwachende Prozeß angesehen wird. Abgesehen von dem sehr erheblichen Konstruktionsaufwand der vorbekannten Vorrichtung ist diese nur geeignet für eine Prozeßüberwachung, in deren Verlauf sich die zu überwachenden Prozeßgrößen stets stufenförmig verändern. Dies beruht allein bereits auf der Tatsache, daß mit jedem zusätzlichen auf die Einhaltung bestimmter Attribute zu überprüfenden Fertigungsstück die Anzahl aller einschließlich desselben überprüften Fertigungsstücke jeweils ganzzahlig ist und das Überprüfungsergebnis für jedes einzelne Fertigungsstück ausschließlich negativ oder positiv sein kann, so daß die entsprechende graphische Darstellung einerseits von einer Schrittschaltung im Hinblick auf die jeweils überprüfte Stückzeit Gebrauch macht und andererseits wiederum von einer Schrittschaltung, und zwar hinsichtlich der Veränderung der Anzahl der als negativ bei der Überprüfung festgestellten Fertigungsstücke. Wird der letztgenannte Wert nicht verändert, so setzt in diesem Fall die Schrittschaltung aus. Auf diese besondere Problematik ist die gesamte Konstruktionsweise der vorbekannten Vorrichtung abgestimmt, so daß sie nicht geeignet ist für die automatische Überwachung eines Prozesses, dessen Prozeßgrößen bei dem kontinuierlichen Ablauf des Prozesses in beliebiger Weise Veränderungen erfahren.DE-OS 20 56 262 discloses a device for quality testing of production lots after the attribute follow-up test known from sampling plans that meet certain criteria. This facility can also understood as a device for automatic process monitoring of the type mentioned at the beginning if the quality check provided there is viewed as the process to be monitored. Apart from the very considerable construction effort of the previously known device, this is only suitable for process monitoring, in the course of which the process variables to be monitored always change change stepwise. This is based solely on the fact that with each additional on the Compliance with certain attributes to be checked production piece, the number of all including the same checked production pieces is in each case an integer and the check result for each individual Production piece can only be negative or positive, so that the corresponding graphical representation on the one hand, makes use of step switching with regard to the respective checked piece time and on the other hand, in turn, from a step-by-step circuit, namely with regard to the change in the number of as production items found negatively during the inspection. If the latter value is not changed, then in this case, the step-by-step operation is suspended. The entire design is based on this particular problem matched the previously known device, so that it is not suitable for the automatic Monitoring of a process whose process variables in the continuous course of the process in experience changes in any way.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs hinsichtlich ihrer Gattung bezeichnete Vorrichtung so auszubilden, daß auch die automatische Überwachung von Prozessen möglich ist, in deren Verlauf die zugehörigen Prozeßgrößen beliebige Veränderungen erfahren.The invention is based on the object of the device described at the beginning with regard to its type to be trained in such a way that the automatic monitoring of processes is also possible in their The associated process variables experience any changes.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels der in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 bis 3 angegebenen Maßnahmen gelöst, wobei die Maßnahmen eines beliebigen dieser Patentansprüche 1 bis 3 als Alternative zu den Maßnahmen der jeweils beiden anderen Patentansprüche zu verstellen sind.This object is achieved according to the invention by means of the in the characterizing parts of claims 1 to 3 specified measures solved, the measures of any of these claims 1 to 3 as Alternative to the measures of the other two claims are to be adjusted.
Bei der Lösung gemäß Patentanspruch 1 kann das Entfernen des Schichtmaterials am Zylinder zur Sollwertdarstellung durch Wegkratzen der undurchsichtigen äußeren Zylinderschicht erfolgen, so daß längs des durch das Wegkratzen bewirkten Kurvenverlaufs Licht auf das lichtempfindliche Element zur Einwirkung bringbar ist.In the solution according to claim 1, the removal of the layer material on the cylinder can be used Representation of the nominal value by scratching away the opaque outer cylinder layer, so that longitudinally the course of the curve caused by the scratching away light on the light-sensitive element to act can be brought.
Die drei erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösungen, von denen in bestimmten Anwendungsfällen die eine oder andere anwendungstechnisch zweckmäßiger sein kann als die übrigen, sind darüber hinaus aber, nämlich in Hinblick auf die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe, absolut gleichwertig. Denn es ist ohne weiteres möglich, die im Wege einer Berechnung oder empirischen Feststellung ermittelten kompliziertesten Beziehungen verschiedener Größen in einer graphischen Darstellung zum Ausdruck zu bringen und die so zum Ausdruck gebrachten Sollwerte den im Wege der Prozeßüberwachung ermittelten Istwerten vergleichend gegenüberzustellen.The three solutions proposed according to the invention, of which, in certain applications, one or the other is more appropriate in terms of application technology may be than the rest, but are beyond that, namely with regard to the solution of the invention underlying task, absolutely equivalent. Because it is easily possible that by way of a Calculation or empirical determination determined the most complicated relationships of various sizes in a graphic representation and the expressed setpoints correspond to the in To compare ways of process monitoring with determined actual values.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter ins einzelne gehend erläutert; in der Zeichnung zeigtIn the following the invention is explained in more detail with reference to the drawing; shows in the drawing
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Kunststoff-Spritzgießmaschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur automatischen Prozeßüberwachung,Fig. 1 is a schematic side view of a plastic injection molding machine with a device according to the invention for automatic process monitoring,
F i g. 2 eine perspektivische Ansicht der Prozeßüberwachungsvorrichtung der F i g. 1 in vergrößertem Maßstab undF i g. Figure 2 is a perspective view of the process monitoring device the F i g. 1 on a larger scale and
F i g. 3 eine zweite erfindungsgemäße Prozeßüberwachungs- Vorrichtung.F i g. 3 a second process monitoring device according to the invention.
Die in Fig. \ dargestellte Maschine ist eine übliche Spritzgießmaschine mit einer Formsrhließeinheit 2, mit einem Aufgabetrichter 4 für das Rohmaterial, mit einem Rohr 6, in dem eine sowohl in Rotation versetzbare als auch axial verschiebbare Schnecke angebracht ist, und mit einem Arbeitszylinder 8 mit Kolbenstange 10 zur Hin- und Herbewegung der Schnecke, um sukzessive Spritzmasse in die Spritzgußform der Einheit 2 einzuspritzen. Diese Arbeitsweise ist wohlbekannt.The machine shown in Fig. \ Is a conventional injection molding machine with a mold flow unit 2, with a feed hopper 4 for the raw material, with a tube 6 in which a screw that can be set in rotation and also axially displaced, and with a working cylinder 8 with Piston rod 10 for moving the screw back and forth in order to successively inject injection molding compound into the injection mold of the unit 2. This procedure is well known.
Unter optimalen Arbeitsbedingungen wird und soll sich eine bestimmte Beziehung zwischen der Verschiebung oder Stellung der Kolbenstange 10 und dem Druck im Arbeitszylinder 8 ergeben. Diese Beziehung wird graphisch dargestellt, indem an das Bewegungssystem eine von diesem mitgeführte Schreibfläche angebracht wird, auf der mittels eines Schreibstifts der von einem Druckaufnehmer registrierte Zylinderdruck aufgezeichnet wird. Der Schreibstift wird in der zur Bewegungsrichtung der Schreibfläche senkrechten Richtung bewegt.Under optimal working conditions there is and should be a certain relationship between the shift or the position of the piston rod 10 and the pressure in the working cylinder 8. This relationship will graphically represented by attached to the movement system a writing surface carried along by the latter on which the cylinder pressure registered by a pressure sensor is recorded by means of a pen will. The pen moves in the direction perpendicular to the direction of movement of the writing surface emotional.
Bei einer praktischen Ausführungsform (F i g. 2) wird die Schreibfläche von einem Zylinder 12 dargestellt, der
drehbar auf einer feststehenden Welle 14 mit einer Seilrolle 16 gelagert ist, die über ein Seil 18 derart mit
dem Bewegungssystem verbunden ist, daß der Zylinder 12 in der angegebenen Pfeilrichtung gedreht wird, wenn
der Arbeitszylinder 8 zum Einpressen der Spritzmasse vorwärtsbewegt wird. Zieht dagegen der Arbeitszylinder
8 das Bewegungssystem zurück, so wird der Zylinder 12 durch eine nicht dargestellte, zwischen
Welle 14 und Zylinder 12 angebrachte Feder in entgegengesetzter Richtung gedreht. Der Arbeitszylinder
8 ist mit einem Druckaufnehmerzylinder 22 mit einer gegen eine Feder abgestützten Kolbenstange 24
versehen, die zum Aufwärts- und Abwärtsführen eines Schreibarms 26 entsprechend den Druckänderungen im
Arbeitszylinder 8 dient. Das äußere Ende des Schreibarms 26 besitzt ein Teil 28, das eine Schreibfeder oder
dergleichen sein kann, zum Aufzeichnen einer Kurve 30 auf dem Zylinder 12. Auf diese Weise wird die
ίο Beziehung zwischen der Bewegung des Bewegungssystems und dem Druck im Arbeitszylinder 8 dargestellt.
Im Normalbetrieb der Maschine sollte die Kurve 30 für jeden Arbeitszyklus identisch sein. Jede Abweichung
von dieser Kurve zeigt einen fehlerhaften Betrieb an.
ti Zur automatischen Feststellung einer Abweichung von der optimalen Kurve sind entsprechende Mittel
vorgesehen. Die Kurve selbst wird durch Berechnung oder durch Aufnahme eines oder mehrerer fehlerfreier
Zyklen ermittelt. Die automatische Feststellung einer Abweichung kann auf verschiedene Arten durchgeführt
werden, z. B. durch Verwendung eines Zylinders 12 aus durchsichtigem Material mit einer darauf aufgebrachten
äußeren Schicht tus einem undurchsichtigen Materia),
wie etwa einem geeigneten Wachs, in das die Kurve 30 eingekratzt wird. Auf diese Weise kann Licht entlang
des eingekratzten Kurvenverlaufs durchtreten. Innerhalb des Zylinders 12 kann eine Lampe angebracht sein;
das Teil 28 kann in einer Fotozelle oder einem Fotowiderstand bestehen, die (in nicht dargestellter
so Weise) mit einem Relais elektrisch verbunden sind, um ein Steuer- oder Alarmsignal zu erzeugen, falls das Teil
28 kein durch die Kurve 30 hindurchtretendes Licht von der Lampe empfängt.In a practical embodiment (FIG. 2), the writing surface is represented by a cylinder 12 which is rotatably mounted on a stationary shaft 14 with a pulley 16 which is connected to the movement system via a cable 18 in such a way that the cylinder 12 is rotated in the indicated direction of the arrow when the working cylinder 8 is moved forward to inject the injection molding compound. If, on the other hand, the working cylinder 8 withdraws the movement system, the cylinder 12 is rotated in the opposite direction by a spring (not shown) attached between the shaft 14 and the cylinder 12. The working cylinder 8 is provided with a pressure sensor cylinder 22 with a piston rod 24 supported against a spring, which serves to guide a writing arm 26 up and down in accordance with the pressure changes in the working cylinder 8. The outer end of the writing arm 26 has a part 28, which can be a pen or the like, for recording a curve 30 on the cylinder 12. In this way, the relationship between the movement of the movement system and the pressure in the working cylinder 8 is shown. In normal operation of the machine, curve 30 should be identical for each work cycle. Any deviation from this curve indicates incorrect operation.
ti Appropriate means are provided for the automatic determination of a deviation from the optimal curve. The curve itself is determined by calculation or by recording one or more error-free cycles. The automatic detection of a discrepancy can be carried out in several ways, e.g. By using a cylinder 12 of clear material with an outer layer (of an opaque material) applied thereon, such as a suitable wax, into which the curve 30 is scratched. In this way, light can pass along the scratched curve. A lamp may be mounted within cylinder 12; part 28 may consist of a photocell or photoresistor electrically connected (in a manner not shown) to a relay to generate a control or alarm signal if part 28 does not have any light from the lamp passing through curve 30 receives.
Es ist nicht nur möglich festzustellen, ob eine bestimmte Größe, wie im angegebenen Anwendungsfall der Zylinderdruck, der gewünschten Funktion in Abhängigkeit von einer anderen bestimmten Größe folgt, sondern es ist auch möglich, die notwendigen Toleranzen in rein graphischer Art und Weise festzulegen, nämlich durch entsprechende Verbreiterung der Kurve 30 an irgendwelchen Bereichen des Kurvenverlaufs.It is not only possible to determine whether a certain size, as in the specified use case the cylinder pressure, the desired function as a function of another specific variable follows, but it is also possible to set the necessary tolerances in a purely graphical manner set, namely by appropriate widening of the curve 30 at any areas of the Curve progression.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellte und beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt. Der Zylinder 12 oder eine entsprechende ebene Schreibfläche können auch gemäß dem Verlauf anderer Prozeßgrößen bewegt werden, z. B. der Zeit bei einem medizinischen Elektrokardiogramm. Hieraus ergibt sich, daß der Begriff »Prozeß« sehr weitgefaßt verstanden werden muß, um jedes Ereignis einzuschließen, das sich zur Registrierung oder Wiedergabe als Bewegung der eine Anzeigeeinrichtung bildenden Elemente 28 und 12 eignet.Of course, the invention is not limited to the application and embodiment shown and described limited. The cylinder 12 or a corresponding flat writing surface can also according to FIG the course of other process variables are moved, z. B. the time on a medical electrocardiogram. From this it follows that the term "process" must be understood very broadly, about each Include event related to registration or playback as movement of a display device forming elements 28 and 12 is suitable.
Ein anderes Beispiel ist die Prozeßüberwachung einer automatischen Werkzeugmaschine, etwa die Überwachung der Zeit für das Bohren eines Lochs, wobei die Verschiebung des Bohrkopfs mit einer optimalen Zeit-Verschiebung-Kurve verglichen wird.Another example is the process monitoring of an automatic machine tool, such as monitoring the time for drilling a hole, the displacement of the drill head with an optimal Time-shift curve is compared.
Fig.3 zeigt eine Anordnung, bei der eine optimale bo Kurve durch eine Nockenscheibe 32 vorgegeben wird. Die Nockenscheibe 32 rotiert um eine Achse 34 mit einer Geschwindigkeit, die der Änderung einer Größe einspricht, z. B. der Zeit. Ein Nockenscheibentaster 36 dient zum Übertragen der Nockenänderungen an einen bei 40 drehbar gelagerten Schwenkhebel 38, der an seinem freien Ende ein Kontaktstück 42 trägt. Ein weiterer Schwenkhebel 44 liegt parallel zum Schwenkhebel 38 und ist bei 46 drehbar gelagert. Der zweite3 shows an arrangement in which an optimal bo curve is predetermined by a cam disk 32. The cam disk 32 rotates about an axis 34 at a speed which corresponds to the change in size, e.g. B. the time. A cam disk button 36 is used to transmit the cam changes to a pivot lever 38 which is rotatably mounted at 40 and which carries a contact piece 42 at its free end. Another pivot lever 44 lies parallel to pivot lever 38 and is rotatably mounted at 46. The second
Schwenkhebel 44 ist mit einem Meßwertaufnehmer 48 für eine andere Größe verbunden und trägt an seinem freien Ende ein Kontaktstück 50, das dem Kontaktstück 42 gegenüberliegt. Während des zu überwachenden Prozesses sollten die Kontaktstücke 42 und 50 einander folgen; dies kann z. B. durch direkten elektrischen Kontakt nachgewiesen werden. Ein oder beide Kontaktstücke können eine größere Ausdehnung in ihrer Bewegungsrichtung aufweisen. Dadurch wird die zulässige Toleranz definiert, die in diesem Fall konstant ist, während bei der in F i g. 2 gezeigten Anordnung die Toleranz entlang der Kurve 30 variieren kann.Swivel lever 44 is connected to a transducer 48 for a different size and carries on his free end a contact piece 50 which is opposite to the contact piece 42. During the to be monitored Process, the contact pieces 42 and 50 should follow one another; this can e.g. B. by direct electrical Contact can be proven. One or both of the contact pieces can have a greater expansion in their Have direction of movement. This defines the permissible tolerance, which in this case is constant is, while with the in F i g. The arrangement shown in FIG. 2, the tolerance along the curve 30 can vary.
Ein Abweichen von der optimalen Kurve kann auch auf andere Art festgestellt werden. Z. B. kann unter Verwendung der transparenten Kurve 30 von F i g. 2 ein lichtempfindliches Mittel im Zylinder 12 angebracht und das Teil 28 durch eine Lampe oder durch ein Lichtbündel von einem Spiegel, der sich entsprechend der Änderung der speziellen Größe bewegt oder schwingt, ersetzt werden.A deviation from the optimal curve can also be determined in other ways. For example, under Using the transparent curve 30 of FIG. 2 a photosensitive means is mounted in the cylinder 12 and the part 28 by a lamp or by a light beam from a mirror, which is accordingly the change in the specific size moves or vibrates, be replaced.
Des weiteren kann die Kurve auch durch magnetische Aufzeichnung auf einem Magnetträger dargestellt werden, wobei das Teil 28 dann ein Tonkopf ist.Furthermore, the curve can also be represented by magnetic recording on a magnetic carrier be, wherein the part 28 is then a tape head.
Die optimale Kurve kann auch auf dem Schirm einer τ Zweistrahl-Kathodenstrahlröhre zusammen mit der Kurve dargestellt werden, die den tatsächlichen Verlauf des Prozesses angibt. Hier können z. B. photoelektrische Meßmittel vor dem Schirm angeordnet sein, die einen Alarm oder ein Steuersignal erzeugen, falls eineThe optimal curve can also be shown on the screen of a τ two-beam cathode ray tube together with the Curve can be displayed, which indicates the actual course of the process. Here z. B. photoelectric Measuring means be arranged in front of the screen, which generate an alarm or a control signal, if one
ίο Kurve von der anderen abweicht.ίο curve deviates from the other.
Grundsätzlich wird ein Modell der optimalen gegenseitigen Änderung von Prozeßgrößen erstellt, das durch eine Kurve oder durch andere Formen dargestellt wird. Die tatsächliche Änderung der Größe wird mit diesem Modell verglichen, im FaN einer unzulässigen Abweichung zwischen dem tatsächlichen und dem optimalen Verlauf der Größen wird ein Alarm- oder Steuersignal erzeugt. Die Zahl der Möglichkeiten, einen solchen eine Abweichung anzeigenden Vergleich in der Praxis durchzuführen, ist nahezu unbegrenzt.Basically, a model of the optimal mutual change of process variables is created represented by a curve or other shapes. The actual change in size will be with Compared to this model, in the case of an impermissible deviation between the actual and the an alarm or control signal is generated in the optimum course of the variables. The number of ways one Carrying out such a deviation indicating comparison in practice is almost unlimited.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Owner name: MAIHAK AG, 2000 HAMBURG, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |