DE2412341A1

DE2412341A1 - Regler fuer spritzgiessmaschinen

Info

Publication number: DE2412341A1
Application number: DE2412341A
Authority: DE
Inventors: Frank L Laczko
Original assignee: BBF Group Inc
Current assignee: BBF Group Inc
Priority date: 1973-04-06
Filing date: 1974-03-14
Publication date: 1974-10-24
Also published as: US3893792A; GB1459673A

Description

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BBF Group, Inc., Westwood, Mass. / USA Regler für Spritzgießmaschinen

Die Erfindung betrifft im allgemeinen eine Spritzgießmaschine und insbesondere eine verbesserte Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Steuern der Qualität und Konsistenz von mit der Spritzgießmaschine hergestellten Gegenständen.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Regler für eine Spritzgießmaschine mit einem eine Form definierenden Hohlraum zum Aufnehmen eines vorzugsweise thermoplastischen, plastizierten Materails zum " Herstellen eines Gegenstandes, dessen Form durch die Konfiguration des Hohlraums bestimmt ist, während eines Arbeitszyklus der Maschine, wobei eine Einrichtung zum Drücken des Materials in den Hohlraum vorgesehen ist, welcher ein variabler Druck zuführbar ist.

Eine Spritzgießmaschine enthält üblicherweise einen eine Form

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definierenden Formhohlraum, eine Einrichtung zum Öffnen und Schliessen der Form, einen Trichter, in welchem ein thermoplastisches Material gespeichert werden kann, und einen hydraulischen Druckkolben oder dergleichen , um das plastizierte Gießmaterial in den Formhohlraum zu drücken. Die Maschine wird gewöhnlich zyklisch betrieben und es hat sich gezeigt, daß es eine Anzahl verschiedener Variablen gibt, welche zum Steuern der Qualität des gegossenen Gegenstandes gesteuert werden können. Es hat sich weiter gezeigt, daß sich die Bedingungen zwischen den Arbeitszyklen ändern können. Einige der Bedingungen und Faktoren, welche einen Steuerprozess oder Regelvorgang komplizieren, sind das Verhältnis von neuem Material zu altem, erneut in den Zyklus eingebrachten Material, Änderungen in der Konsistenz zwischen verschiedenen Chargen des Materials, Änderungen in der Gießtemperatur, Änderungen, welche infolge der Stillstandszeiten zwischen den Arbeitszyklen auftreten, und andere ümgebungsbedingungen.

Ein typisches bekanntes System ist beispielsweise in der US-PS 3 628 901 gezeigt. Diese Patentschrift zeigt eine Spritzgießmaschine mit einer Steuereinrichtung zum Überwachen der Produktqualität. Eine der Lehren dieser Patentschrift bezieht sich auf das Abtasten des Spitzendrucks der plastizierten Schmelze während eines Spritzgießzyklus zum Steuern des zugeführten hydraulischen Drucks während des folgenden Spritzgießzyklus als Funktion des Spitzendrucks. Einer der Nachteile des Systems gemäß dieser Patentschrift besteht darin, daß die Rückkopplung nur auf den folgenden Zyklus wirkt, und dieses System weist keine Einrichtungen zum Erfassen unerwünschter Änderungen im laufenden Zyklus auf. Eine derartige unerwünschte Änderung ist beispielsweise eine momentane Änderung der Viskosität infolge eines Lufteinschlusses in dem dem Formhohlraum zugeführten plastizierten Material. Da bei der bekannten Vorrichtung weiter hauptsächlich auf den vorhergehenden Hohlraumspitzendruck beim Steuern des zugeführten hydraulischen Drucks im folgenden Zyklus Bezug genommen wird, ist es gut möglich, daß eine Überkompensation auftritt , welche ein Abschalten der Maschine erforderlich macht, bis der Grund für die Schwierigkeit identifiziert worden ist. Dieses

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Abschalten des Systems verzögert den Spritzgießvorgang und kann zu einer verringerten Ergiebigkeit und dementsprechend einer Vergrößerung des Preises des. Endprodukts führen.

Ziel der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Regeleinrichtung zum kontinuierlichen und wirksamen Überwachen der Konsistenz und der Qualität der mit einer Spritzgießmaschine hergestellten Gegenstände zu schaffen.

Dieses Ziel wird mit einem Regler der eingangs beschriebenen Art erreicht, welcher erfindungsgemäß umfaßt eine Einrichtung zum Abtasten des zugeführten Drucks, eine Einrichtung zum Abtasten des Hohlraumdrucks, auf den zugeführten Druck und den Hohlraumdruck ansprechende Einrichtungen zum Erzeugen eines Zeitbezugssignals, eine Einrichtung zum Erzeugen eines Fehlersignals während eines Anfangsteils des Zyklus, wenn das Zeitbezugssignal von einem vorbestimmten Bezugssignal abweicht, und eine auf das Fehlersignal ansprechende Einrichtung zum Steuern des zugeführten Drucks während des Restes des Zyklus.

Weiterbildungen bzw. zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Mit der Erfindung wird ein Regler mit einer Einrichtung zum Abtasten des zugeführten Drucks- und einerEinrichtung zum Abtasten des Hohlraumdrucks zum Erzeugen eines Viskositätsfehlersignals geschaffen, welches seinerseits während des laufenden Spritzgießzyklus zum Ändern des zugeführten Drucks verwendet werden kann, wenn die gemessene Viskosität von einer vorbestimmten Bezugsviskosität abweicht.

Die Erfindung schafft einen Regler für eine Spritzgießmaschine, welcher ein kombiniertes Fehlersignal abgeben kann, das repräsentativ für eine abgetastete Abweichung von einer vorbestimmten Normalbedingung während eines ersten Teils des Zyklus zum Steuern des zugeführten Drucks während des Restes des Zyklus ist, wobei das Signal

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auch repräsentativ ist für die kumulativen abgetasteten Spitzendrücke vorausgegangener Zyklen , um den zugeführten Druck im laufenden Zyklus zu beeinflussen.

Der erfindungsgemäße Regler für eine Spritzgießmaschine gibt automatisch ein Korrektursteuersignal während des Prozesszyklus im Ansprechen auf eine von der Bezugsviskosität abweichende abgetastete Viskosität und im Ansprechen auf einen von einem hydraulischen Bezugsdruck abweichenden abgetasteten hydraulischen Druck ab. Beide Fehlersignale werden miteinander kombiniert,um ein Prozessindex-Fehler signal zu erzeugen, welches gemessen oder um einen Faktor modifiziert werden kann, der die Hohlraumspitzendruckfehler darstellt.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält der Regler einen ersten Druckübertrager zum Abtasten des dem plastizierten Material zugeführten hydraulischen Drucks, einen zweiten Druckübertrager zum Abtasten des Hohlraumdrucks, eine mit dem ersten und zweiten Druckübertrager verbundene Einrichtung zum Erzeugen eines Viskositätsfehlersignals durch Vergleichen der erfaßten Viskosität während eines ersten Teils des Zyklus mit einer Bezugsviskosität, eine mit dem ersten Druckübertrager verbundene Einrichtung zum Erzeugen eines hydraulischen Fehlersignals, wenn der abgetastete hydraulische Druck von einem vorbestimmten Bezugsdruck abweicht, und eine Einrichtung zum Kombinieren des Viskositätsfehlersignals und des hydraulischen Fehlersignals , um ein so bezeichnetes Prozessindex-Fehlersignal zu erhalten. Dieses Fehlersignal wird in dem gleichen Zyklus, in welchem es erfaßt worden ist, dazu verwendet, den durch einen hydraulischen Druckkolben oder dergleichen zugeführten Druck zu ändern.

Der erfindungsgemäße Regler kann auch eine Einrichtung zum Erfassen des Hohlraumspitzendrucks und eine Einrichtung zum Vergleichen dieses Hohlraumspitzendrucks mit einem Bezugshohlraumdruck aufweisen, um ein Hohlraumspitzendruck-Fehlersignal vorzusehen, wenn zwischen beiden eine Abweichung auftritt. Dieses Fehlersignal wird zu den

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vorhergehenden Fehlersignalen addiert und in einem folgenden Zyklus kann dieser kumulative Fehler dazu verwendet werden, um den Prozessindexfehler zu modifizieren und den zugeführten Druck als Funktion des Hohlraumspitzendrucks zu ändern. Weitere Einzelheiten, Vorteile und besondere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Spritzgießmaschine mit einem erfindungsgemäßen Regler in Blockform,

Fig. 2 eine graphische Darstellung mit zwei Druckkurven, in welchen der z'ugeführte hydraulische Druck und der gemessene Hohlraumdruck über der Zeit aufgetragen sind,

Fig. 3 ein logisches Blockschaltbild, welches die Prozesssteuerlogik nach Fig. 1 etwas ausführlicher zeigt, und

Fig. 4 ein logisches Blockschaltbild, welches die digitale Meß-Logik in Fig. 3 etwas ausführlicher zeigt.

In Fig. 1 der Zeichnung sind wenigstens einige Teile einer Spritzgießmaschine gezeigt, welche ihrerseits einen konventionellen Aufbau haben können. Diese Spritzgießmaschine besteht aus einer einen Formhohlraum 14 vorgewählter Konfiguration definierenden Form 12, einem Trichter 16 und einem hydraulischen'Betätigungsorgan 18. Das hydraulische Betätigungsorgan 18 treibt einen Kolben 20 an, welcher teilweise in ein Rohr 22 eingepaßt ist, um das von dem Trichter 16 aufgenommene und in dem Rohr 22 plastizierte Gießmaterial durch einen Eingußkanal 24 in den Formhohlraum 14 zu drücken.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Spritzgießmaschine. Es versteht sich für den Fachmann,daß andere Arten von Spritzgießmaschinen ebenfalls leicht mit dem erfindungsgemäßen Regler verwendet werden können.

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Die Form 12 weist weiter eine zugehörige Klammereinrichtung auf, welche konventionellen Aufbaus ist. In Fig. 1 ist die Klammereinrichtung nur mit Klammerteilexi 13A und 13B dargestellt. Dem Klammerteil 13B ist beispielsweise eineEinrichtung zum Erzeugen eines Signals "Klammer geschlossen" beim Schließen der Form und eines Signals "Klammer offen" beim Öffnen der Form zugeordnet. Diese Signale können auch auf konventionelle Weise, beispielsweise unter Verwendung einer oder mehrerer bistabiler Vorrichtungen erzeugt werden, und diese Signale können durch positive Impulse vorbestimmter Dauer dargestellt werden.

Gemäß der Erfindung ist ein hydraulischer Druckübertrager 30 derart mit dem hydraulischen Betätigungsorgan 18 gekoppelt, daß er den durch den Kolben 20 auf das plastizierte Material oder die Schmelze ausgeübten Druck abtastet. Zusätzlich ist in der Nähe des Formhohlraums 14 ein Hohlraum-Druckübertrager 32 so angeordnet, daß er den sich aus dem Betrieb des Kolbens in den Formhohlraum ergebenden Druck zu messen vermag.

Bei Beginn eines Zyklus der Spritzgießmaschine erfaßt der hydraulische Druckübertrager 30 zuerst eine von dem hydraulischen Betätigungsorgan 18 bewirkte Druckzunahme. Während der Formhohlraum 14 gefüllt wird, erfaßt der Druckübertrager 32 etwas später einen zunehmenden Hohlraumdruck. Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, welche die Druckänderungen über der Zeit für beide Druckübertrager 30 und 32 zeigt. Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Wellenform 32A erst einige Zeit nach der Anzeige einer Druckzunahme am Kolben' 20 durch die Wellenform 3OA zu steigen beginnt. Die Wellenform 3 2A erreicht einen

ο typischen Spitzendruck von etwa 140 kp/cm , während die Wellenform

2 3OA einen typischen Spitzendruckpegel von etwa 1400 kp/cm erreichen

Das Signal von dem Druckübertrager 30 wird einer Signal-Formeinrichtung 34 und das Signal von dem Druckübertrager 32 einer Signal-Formeinrichtung 36 zugeführt. Die Druckübertrager 30 und 32 können jeweils einen Dehnungsmeßstreifen aufweisen, dessen Wicklung mit einer

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Brückenschaltung der Signal-Formeinrichtungen verbunden ist. Jede der Signal-Formeinrichtungen kann weiter eine Verstärkereinrichtung zum Erzeugen einer Ausgangsspannung aufweisen, welche kontinuierlich dem von dem zugehörigen Druckübertrager abgetasteten Druck entspricht. Die Ausgänge der Signal-Formeinrichtungen 34 und 36 sind auf einen digitalen Komparator 38 bzw. 40 geschaltet. Die Ausgänge der digitalen Komparatoren sind ihrerseits auf einen Zeitgeber 42 geschaltet.

Der digitale Komparator 38 hat einen zweiten Eingang, welcher mit einem Start-Zeitgeber 39 verbunden ist. Die Ausgangsgröße des Zeitgebers 3 9 kann eine einstellbare Bezugsspannung sein, die einem vorbestimmten Druck entspricht, welcher in Fig. 2 als zur Zeit T1 erreicht gezeigt ist. So stellt die Ausgangsgröße des Zeitgebers 39 eine Bezugsgröße für die Startzeit dar. Wenn die Ausgangsgröße der Signal-Formeinrichtung 34 die von dem Zeitgeber 3 9 bestimmte Bezugsgröße überschreitet , erscheint ein Ausgangssignal am Ausgang des Komparators 38, welches auf den Zeitgeber 42 geschaltet ist,um dessen Betrieb einzuleiten. Der Zeitgeber 42 ist vorzugsweise ein Zeitgeber , welcher an einem Netz mit 120 V, 60 Hz arbeitet. Dieser Zeitgeber nimmt den Betrieb bei Empfang eines Signals von dem Komparator 38 auf, und beendet denBetrieb, wenn ein Signal von dem Komparator 40 aufgenommen wird. Die Ausgangsgröße des Zeitgebers 42 ist eine Analogspannung , welche proportional der Zeitdauer ist, während welcher der Zeitgeber 42 aktiv war. Diese Zeitdauer ist in Fig. 2 als AT bezeichnet. ·

Der Druckübertrager 32 tastet ähnlich wie der hydraulische Druckübertrager 30 den Druck in dem Formhohlraum 14 ab. Ein elektrisches Signal im Ausgang der Formeinrichtung 36, welches repräsentativ für den abgetasteten Druck ist, wird mit einer Bezugsspannung von einem StOp-Zeitgeber 41 verglichen. DieAusgangsgroße des Zeitgebers 41 ist eine Spannung, die einen vorbestimmten Bezugsdruck des Formhohlraums entspricht, welcher seinerseits zur Zeit T2 in Fig. 2 erreicht ist. Wenn so die Spannung von der Signal-Formeinrichtung 36 die durch den Zeitgeber 41 eingestellte Bezugsausgangsgroße übersteigt, erzeugt der

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digitale Komparator 40 einen Impuls, welcher den Zeitgeber 42 stoppt. Zu dieser Zeit ist die Ausgangsgröße des Zeitgebers 42 eine Spannung entsprechend der Zeitdauer, während welcher der Zeitgeber 42 aktiviert war. Diese Spannung ist natürlich auch eine Anzeige der Viskosität des in den Formhohlraum 14 eingeführten Materials. Je höher die Viskosität ist, desto länger ist die Zeitdauer ΔΤ. Fig. 2 zeigt das Zeitintervall Δ T, welches eine Funktion der Viskosität des plastizierten Materials ist.

Der Ausgang des Zeitgebers 42 wird von einem analogen Komparator überwacht. Einem zweiten Eingang des Komparators 46 wird auf einer Leitung 48 ein voreingestellter Viskositätsindex-Bezugspegel zugeführt. Bei Betrachtung von Fig. 2 ist zu erkennen, daß der von dem analogen Komparator 4 6 durchgeführte Vergleich ungefähr zur Zeit T2 stattfindet, wenn nur ein Teil des Zyklus beendet ist.

Der Viskositätsindex-Bezugspegel wird empirisch im Zeitpunkt der ersten Inbetriebnahme der Spritzgießmaschine für Plastik eingestellt und von Hand geregelt. Eine anfängliche Einstellung des Reglers erfolgt basierend auf der Viskosität des zuerst gespritzten Materials und entsprechend der Beobachtung von gespritzten Teilen, so daß diese die Norm erfüllen. Wenn die analoge Ausgangsspannung des Zeitgebers 42 den Bezugspegel auf der Leitung 48 übersteigt,wird im Ausgang des analogen Komparators 46 ein Viskositätsindex-Fehlersignal erzeugt. Die Ausgangsgröße des Komparators 46 ist zu einemSummierverstärker 49 und von dort'über eine Prozesssteuerlogik 50, einen Summierverstärker 52 und einen Spannungs-Strom-Umsetzer 54 (E/I) zu einem Servoantrieb 56 geführt, welcher seinerseits den hydraulischen Druck über eine zu dsm hydraulischen Betätigungsorgan 18 geführte Leitung 56A steuert.

Nimmt man an, daß kein Viskositätsindex-Fehlersignal erzeugt wird, und daß keine anderen Fehlersignale mit Hilfe von im folgenden näher beschriebenen Einrichtungen erzeugt werden, dann ist keine Druckänderung in dem hydraulischen Betätigungsorgan 18 erforderlich, und

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die Einstellung des Servoantriebs 56 sowie die Position des Betätigungsorgans 18 bleiben bei ihren ursprünglichen Einstellungen. Wenn jedoch das Spannungssignal von dem Zeitgeber 42 nicht gleich dem Viskositätsindex-Bezugspegel ist, bewirkt das erzeugte Viskositäts-Fehlersignal eine Änderung im Ausgang des Servoantriebs 56, welche ihrerseits den dem Betätigungsorgan 18 zugeführten hydraulischen Druck ändert. Die übrigen logischen Blöcke nach Fig. 1 sind im folgenden näher erläutert.

Die Ausgangsgröße des Summierverstärkers 49 wird als Prozessindex-Fehler bezeichnet und ist tatsächlich eine Funktion zweier verschiedener Fehler, nämlich des oben erläuterten Viskositätsindex-Fehlers und eines von einem analogen Komparator 60 zugeführten hydraulischen Druckfehlers. Der analoge Komparator 60 erhält eine Eingangsgröße, welche eine den von dem Druckübertrager 30 abgetasteten Druck repräsentierende Spannung ist, von der Signal-Formeinrichtung 36, und eine zweite Eingangsgröße auf einer Leitung 62, bezeichnet alsjder abgetastete hydraulische Druckbezugspegel. Dieser Druckbezugspegel kann auf einen vorbestimmten Spannungspegel eingestellt sein, oder er kann ein von dem System erzeugter Signalpegel sein. Wenn die Ausgangsgröße der Signal-Formeinrichtung 3 4 den Bezugspegel auf der Leitung 62 übersteigt, wird im Ausgang des analogen Komparators 60 ein hydraulisches Druckfehlersignal erzeugt. Dieses Signal wird durch den Summierverstärker 49 mit der Ausgangsgröße des Komparators 46 kombiniert. Der Schaltkreis einschließlich des Komparators 60 ist wirksamem sicherstellen, daß der von dem Druckübertrager 30 abgetastete Druck auf einem Druckpegel· P1 (siehe Fig. 2) gehalten wird, und daß dieser Druckpegel sich zur Zeit T2 nicht infolge von äußeren Einflüssen, wie z.B. einer Änderung im Leitungsdruck,geändert hat. Wenn eine Druckdifferenz von dem analogen Komparator 60 erfaßt wird, so wird das Fehlersignal dem Summierverstärker 4 9 zugeführt, aber nur, wenn eine Steuerleitung oder Leitung 64 diesen Betrieb ermöglicht. Die Leitung 64 unterbindet einen Betrieb des Komparators 60, bis der Zeitpunkt T2 erreicht ist, oder alternativ, bis eine Ausgangsgröße ; an dem digitalen Komparator 40 auftritt. Nur zu dieser Zeit soll

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bestimmt werden, ob ein hydraulisches Druckfehlersignal notwendig ist.

Daher wird in dem gleichen Zyklus ein Prozessindexfehler, welcher eine Kombination des Viskositätsindex-Fehlers und des hydraulischen Druckfehlers ist, am Ausgang des Summierverstärkers 49 erzeugt. Dieser Fehler ist mit Hilfe der ProzesssteuerLogik^{50 au}f den Summierverstärker 52 geschaltet. Der Summierverstärker 52 erhält auf einer Leitung 53 eine zweite Eingangsgröße, welche als der zugeführte hydraulische Druckbezugspegel bezeichnet wird,der gewöhnlich von Hand gesteuert wird. Das Fehlersignal von der Prozesssteuerlogik 50 zu dem Summierverstärker 52 dient zusammen mit dem auf der Leitung 52 eingestellten Pegel zum Steuern des Servoantriebs 56 über den Umsetzer 54, welcher einen konventionellen Aufbau haben kann. Es ist weiter zu bemerken, daß dieser Fehler einen Korrekturbeitrag in dem gleichen Zyklus liefert, in welchem er erfaßt wird. Wenn z.B. der Ausgang des Summierverstärkers 49 einen Fehler vorbestimmten Polarität anzeigt, weil z.B. ΔΤ vergrößert ist, so ist eine Einstellung notwendig und wird sofort durchgeführt, so daß der zugeführte Druck von einem Pegel P1 auf einen Pegel P2 angehoben wird, wie er in Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist. Es ist wichtig zu erkennen, daß das Zeitfehlersignal eine Änderung in dem durch das hydraulische Betätigungsorgang 18 zugeführten Druck während des gleichen Zyklus bewirkt, in welchem die Prüfungen tatsächlich erfolgen.

Bisher wurde der Betrieb nur im Zusammenhang mit einem einzigen Arbeitszyklus betrachtet und die übrigen der Prozesssteuerlogik 50 zugeführten Eingangsgrößen sind bei der Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung nach Fig. 1 nicht berücksichtigt worden. Um jedoch die Arbeitsweise des gesamten erfindungsgemäßen Reglers zu verstehen, wird im folgenden ergänzend Bezug auf das logische Blockschaltbild in Fig. 3 genommen, welches die Prozesssteuerlogik etwas ausführlicher zeigt.

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Diese Prozesssteuerlogik überwacht kontinuierlich den Spitzendruck in dem Formhohlraum und modifiziert den Prozessindexfehler entsprechend dem kumulativen Spitzenfehler in aufeinander folgenden Arbeitszyklen. Wenn der Spitzendruck des Formhohlraums, wie er durch den Druck P3 in Fig. 2 dargestellt wird, konstant bleibt, dann wird der Prozessindexfehler hierdurch nicht von Zyklus zu Zyklus modifiziert. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist eine Leitung 66 auf die Prozesssteuerlogik 5O geschaltet, während auf einer zu dieser führenden Leitung 68 ein Bezugspegel für den Formhohlraumdruck erzeugt wird.

Die Prozesssteuerlogik nach Fig. 3 enthält einen Spitzenhalteverstärker oder Verstärker 7O , einen analogen Komparator 7 4 und eine digitale Meß-Logik 78. Der Verstärker 70 kann von "üblichem Aufbau sein und z. B.einen Analog-Digital-Umsetzer und ein oder mehrere logische Gatter enthalten. Der Verstärker 70 kann als eine Art Test- und Halteschaltung betrachtet werden, da er das Spitzensignal für eine vorbestimmte Zeitdauer hält. Die Ausgangsgröße des Verstärkers 70 ist eine Spannung entsprechend der Spitze der Wellenform 32A in Fig. 2. Nachdem die Höhe der Wellenform 32A abnimmt, bleibt die Ausgangsgröße konstant und der Verstärker 70 wird nur durch ein Signal "Klammer geschlossen" auf einer Leitung 7 2 zurückgestellt, welches ein Signalimpuls ist, der nach dem Öffnen und folgenden Schließen der Form auftritt. Das Spitzenhohlraumsignal von dem Verstärker 70 wird mit einem Hohlraumdruck-Bezugssignal auf der Leitung 68 verglichen, und wenn eine Differenz zwischen beiden auftritt, wird ein Fehlersignal auf die digitale Meß-Iogik zum Ändern des Prozessindex-Fehlers geschaltet, welcher ebenfalls auf die digitale Meß-Logik geschaltet ist. Die Ausgangsgröße der Logik 78 kann als der modifizierte Prozessindex-Fehler bezeichnet werden. Es ist dieses Signal, welches dem Summierverstärker 52 zugeführt wird. Wenn kein Fehlersignal von dem Komparator 74 auftritt, wird der Prozessindex-Fehler über die Logik 78 ohne Änderung durch ein Spitzenhohlraum-Fehlersignal weitergeleitet.

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Die digitale Meß-Logik nach Fig. 3 ist in Fig. 4 im einzelnen dargestellt und enthält einen Summierverstärker 80, ein Halteregister 82 und eine Zeitsteuerlogik 84. Der Ausgang des Summierverstärkers 80 ist zu einem Analog-Digital-Umsetzer 86 geführt, dessen Mehrfach-Bitausgang auf das Halteregister 82 geschaltet ist. Der Analog-Digital-Umsetzer 86 und das Halteregister 82 erhalten Übertragungssignale auf Leitungen 86A und 82A von der Zeitsteuerlogik 84. Die Signale "Klammer offen" und "Klammer geschlossen" sind auf die Zeitsteuerlogik 84 geschaltet. Der Digitalausgang des Halteregisters 82 ist auf einen Digital-Analog-Umsetzer 88 geschaltet, dessen Ausgang seinerseits auf den Summierverstärker 80 und einen multiplizierenden Digital-Analog-Umsetzer 90 ge schaltet wird. Wenn kein Hohlraumspitzendruck-Fehlersignal auftritt, wird eine Zählung Null registriert, und der auf eine Leitung 92 zu dem Digital-Analog-Umsetzer 90 geschaltete multiplizierende Faktor ist im wesentlichen 1 , wodurch der Prozessindexfehler nicht geändert wird.

Die Logik nach Fig. 4 enthält weiter einen Analog-Digital-Umsetzer 94, dessen Ausgang mit dem Digital-Analog-Umsetzer 90 verbunden ist. Die Ausgangsgröße des Digital-Analog-Umsetzers wird als der modifizierte Prozessindexfehler bezeichnet. Wenn während eines Zyklus ein Hohlraumspitzendruck-Fehlersignal erzeugt wird, so beeinflußt dieses Signal den Digital-Analog-Umsetzer 90 über die Leitung 92 nicht bis zum nächsten Zyklus. Wenn so angenommen wird, daß das Halteregister 82 eine vorbestimmte Zählung für einen Zyklus enthält, steuert die Zeitsteuerlogik 84 die Signalzufuhr zu dem Digital-Analog-Umsetzer 90 während des Öffnens und Schließens der Klammer entsprechend dem neuen Spitzenhohlraum-Fehlersignal, um hierdurch den Prozessindexfehler während des nächsten Zyk'lus zu modifizieren.

Der Arbeitsvorgang ist der folgende: Das Spitzenhohlraum-Fehlersignal, zu welchem die Ausgangsgröße des Digital-Analog-Umsetzers 88 summiert wird, ist mit dem Analog-Digital-Umsetzer 86 verbunden. Der Ausgang des Analog-Digital-Umsetzers 86 wird jedoch nur dann

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zu dem Halteregister 82 übertragen, wenn die Leitung 86A ein Steuersignal führt, was wiederum der Fall ist, wenn das Signal "Klammer offen" auftritt. So -hält das Halteregister 82 eine Zählung nach Beendigung des Zyklus, welche das Spitzenhohlraum-Fehlersignal darstellt. Wenn das Signal "Klammer geschlossen " auftritt, welches den Beginn eines neuen Zyklus anzeigt, führt die Leitung 82A ein Steuersignal und der Inhalt des Halteregisters 82 wird dem Digital-Analog-Umsetzer 85 und über die Leitung 92 dem Digital-Analog-Umsetzer 90 zugeführt. Die neue Spannung auf der Leitung 92 bewirkt eine Modifizierung des Prozessindexfehlers. Wenn keine weitere Korrektur erforderlich ist und das Spitzenhohlraum-Fehlersignal mit dem nächsten Zyklus nicht auftritt, dann stellt die Rückführung von dem Digital-Analog-Umsetzer 88 zu dem Summierverstärker 80 sicher, daß die Zählung in dem Halteregister 82 konstant bleibt.

Es versteht sich, daß die Zählung in dem Halteregisters 82 sich abhängig von Richtungsänderungen in dem abgetasteten Hohlraumspitzendruck in beiden Richtungen ändern kann. Die Logik nach Fig. 4 vermag Änderungen beider Polaritäten zu verarbeiten. Weiter sollte der Aufbau der Zeitsteuerlogik 84 dem Fachmann bekannt sein. Zum Beispiel kann die Zeitsteuerlogik 84 ein paar Flip-Flop-Schaltungen oder monostabile Multivibratoren enthalten.

Kurz' umrissen ist nach der Erfindung ein Steuerschaltkreis zum Überwachen einer Anzahl vorbestimmter Prozessbedingungen zum Steuern der Qualität und Konsistenz von im Spritzguß hergestellten Gegenständen bei einer Spritzgießmaschine vorgesehen. Das System enthält einen hydraulischen Druckübertrager und einen Formhohlraum-Druckübertrager, welche zusammen mit dem Steuerschaltkreis Verwendetwerden,welcher seinerseits die Viskosität des gerade hergestellten Artikels überwacht, eine korrigierende Einstellung während des jeweiligen Zyklus ergibt, wenn die gemessene Viskosität von einer Bezugsviskosität abweicht, den zugeführten hydraulischen Druck mit einem hydraulischen Bezügsdruck vergleicht und den Hohlraumspitzendruck während eines Zyklus mißt,um den zugeführten Druck während des folgenden Zyklus

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als Funktion des vorher gemessenen Hohlraumspitzendrucks zu steuern.

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Claims

Patentansprüche

, 1./ Regler für eine Spritzgießmaschine mit einem eine Form definierenden Hohlraum zum Aufnehmen eines vorzugsweise thermoplastischen, plastizierten Materials zum Herstellen eines Gegenstands, dessen Form durch die Konfiguration des Hohlraums bestimmt ist, während eines Arbeitszyklus der Maschine, wobei eine Einrichtung zum Drücken des Materials in den Hohlraum vorgesehen ist, welcher ein variabler Druck zuführbar ist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30) zum Abtasten des zugeführten Drucks, eine Einrichtung (32) zum Abtasten des Hohlraumdrucks, auf den zugeführten Druck und den Hohlraumdruck ansprechende Einrichtungen (34, 36) zum Erzeugen eines Zeitbezugssignals, eine Einrichtung (46, 60) zum Erzeugen eines Fehlersignals während eines Anfangteils des Zyklus, wenn das Zeitbezugssignal von einem vorbestimmten Bezugssignal abweicht, und eine auf das Fehlersignal ansprechende Einrichtung (50) zum Steuern des zugeführten Drucks während des Restes des Zyklus.
2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (46, 60) zum Erzeugen des Fehlersignals eine Einrichtung ist, welche ein Viskositätsindex-Fehlersignal abgibt, wenn die gemessene Viskosität von einer vorbestimmten Bezugsviskosität abweicht.
3. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (46, 60) zum Erzeugen eines Viskositätsindex-Fehlersignals eine mit der Einrichtung (30) zum Abtasten des zugeführten Drucks verbundene Einrichtung (34, 38) zum

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Herstellen einer ersten Schaltkreisbedingung, wenn der zugeführte Druck einen vorbestimmten Schwellwert erreicht, und eine mit der Einrichtung (32) zum Abtasten des Hohlraumdrucks verbundene Einrichtung (36, 40) zum Herstellen einer zweiten Schaltkreisbedingung, wenn der Hohlraumdruck einen vorbestimmten Schwellwert erreicht, aufweist.
4. Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Einrichtungen (34, 38; 36, 40) zum Herstellen der ersten und zweiten Schaltkreisbedingungen ansprechende Zeitgebeeinrichtung (42) vorgesehen ist, die ein Ausgangszeitintervall definiert, welches die Zeitdifferenz zwischen dem Herstellen der ersten und zweiten Schaltkreisbedingung darstellt.
5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgebereinrichtung (42) nach dem Herstellen der zweiten Schaltkreisbedingung eine Ausgangsspannung hat, welche eine Funktion der Zeitdifferenz ist.
6. Regler nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß jede der Einrichtungen (34, 38; 36, 40) einen digitalen Komparator (38, 40) mit einem festen Schwellwerteingang enthält.
7. Regler nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung (46) zum Vergleichen der Ausgangsgröße der Zeitgebereinrichtung (42) mit einem Viskositätsbezugspegel zum Erzeugen des Viskositätsindex-Fehlersignals vorgesehen ist.
8. Regler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Vergleichen ein analoger Komparator (46) ist.

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9. Regler nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (46, 60) zum Erzeugen eines Fehlersignals weiter eine Einrichtung zum Erzeugen eines Druckfehlersignals entsprechend dem zugeführten Druck, wenn der zugeführte Druck von einem vorbestimmten Bezugsdruck abweicht, aufweist.
10. Regler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines Druckfehlersignals eine Einrichtung (60) aufweist, welche mit der Einrichtung (30) zum Abtasten des zugeführten Drucks verbunden ist, um das Signal von dieser mit einem Druckbezugsschwellwert zu vergleichen,
11. Regler nach Anspruch 10, gekennzeichnet, durch eine Einrichtung (6 4) zum Unterdrücken des Druckfehlersignals während des Anfangsteils des Zyklus.
12. Regler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (46) zum Erzeugen eines Viskositätsindex-Fehlersignals eine mit der Einrichtung (32) zum Abtasten des Hohlraumdruckes verbundene Einrichtung(64) aufweist, um zu bestimmen, wenn der Hohlraumdruck einen vorbestimmten Wert erreicht, und um ein Steuersignal zu erzeugen, welches nur dann vorhanden ist, wenn der vorbestimmte Wert erreicht ist.
13. Regler nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (49) zum Summieren des Druckfehlersignals entsprechend dem zugeführten Druck und des Viskositätsindex-Fehlersignals zum Erzeugen eines Summenfehlersignals.
14. Regler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Einrichtung (32) zum Abtasten.des Hohlraumdrucks eine Einrichtung (66, 70) zum Registrieren des Hohlraumspitzendruck-s während des Arbeitszyklus verbunden ist.

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15. Regler nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (74) zum Erzeugen eines Hohlraumspitzendruck-Fehlersignars, wenn der gemessene Hohlraumspitzendruck von einem vorbestimmten Hohlraumbezugsspitzendruck abweicht.
16. Regler nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (78) zum Modifizieren des Summenfehlersignals mit einem kumulativem Hohlraumspitzendruck-Fehlersignal zum Erzeugen eines modifizierten Fehlersignals.
17. Regler nach Anspruch 16, dadurch g. e k e η η zeichnet , daß die Einrichtung (78) zum Modifizieren ein Register (82) zum Speichern eines das Hohlraumspitzendruck-Fehlersignal darstellenden Kodes und eine auf diesen Kode ansprechende Einrichtung (88) zum Ändern des Summenfehlersignals als Funktion des Hohlraumspitzendruck-Fehlersignals aufweist.

4098Λ3/0716

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