DE2519207C2

DE2519207C2 - Circuit arrangement for regulating the melt temperature and the injection pressure of a plastic injection molding machine

Info

Publication number: DE2519207C2
Application number: DE19752519207
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. 8000 München Gleixner
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1975-04-30
Filing date: 1975-04-30
Publication date: 1986-03-20
Also published as: DE2519207A1

Description

astabiler Multivibrator, für die einstellbare Zeltdauer Δι aktiviert (Zeltpunkt t,; vgl. Flg. 2 und 3). Der auf diese Welse gesteuerte Integrationsbereich des Integriergliedes 4 1st In F1 g. 2 und 3 durch jeweils eine schraffierte Fläche veranschaulicht. Wie aus den Zeitdiagrammen nach Fig. 2 und 3 ferner ersichtlich lsi, ist der Integrationsbeginn zum Zeitpunkt ti sowie die Integrationsdauer ΔΙ in denjenigen Bereich der Sprltzgeschwindigkelts- und Spiitzdruckkennllnlen verlegt, in dem die Spritzgeschwindigkeit v_&, (Fig. 2) bzw. der Spritzdruck P₀, (F i g. 3) über einen weiten Bereich konstant ist. Hierdurch wird ein genaues, zuverlässiges Meßergebnis für den Viskositäts-Istwert ζ_&, erzielt, der durch das Signal am Ausgang des Integriergliedes 4 repräsentiert wird.astable multivibrator, activated for the adjustable tent duration Δι (tent point t; see. Flg. 2 and 3). The integration area of the integrating element 4 controlled in this way is In F1 g. 2 and 3 each illustrated by a hatched area. As can also be seen from the timing diagrams according to FIGS. 2 and 3, the start of integration at time ti and the integration duration ΔΙ are relocated to that area of the spray speed and peak pressure characteristics in which the spray speed v _& , (FIG. 2) or the spray pressure P ₀ , (Fig. 3) is constant over a wide range. In this way, an exact, reliable measurement result for the actual viscosity value ζ _& , which is represented by the signal at the output of the integrating element 4, is achieved.

Zur Regelung der Viskosität des in einer Schneckenspritzgießmaschine plastifizlerten Kunststoffes wird das Vlskosltäts-Istwertsignal £_a, dem einen Eingang eines Vergleichsgliedes 7 zugeführt, das mit seinem anderen Eingang von einer nicht dargestellten Signalquelle mit dem Vlskositäts-Zollwert ζ_Μ/, beaufschlagt wird. Das am Ausgang des Vergleichsgliedes 7 geblliiete Differenzsignal Δζ = C₅₀I,- ζ,,, wird sowohl einem Iniegralregler 8 als auch einem Proportionalregler 9 zugeführt.To regulate the viscosity of the plastic plasticized in a screw injection molding machine, the viscosity actual value signal £ _{a is} fed to one input of a comparison element 7, to which the other input from a signal source (not shown) has the viscosity inch value ζ _{Μ /} . The difference signal Δζ = C ₅₀ I, - ζ ,,, displayed at the output of the comparison element 7 is fed to both an integral regulator 8 and a proportional regulator 9.

Die Relger 8 und 9 sind hinsichtlich ihres oberen und unteren Grenzbereichs einstellbar, um bestimmte, nachstehend noch näher aufzuführende Wirkungen zu erzielen. Das Ausgangssignal des Integralreglers 8 beeinflußt einen Temperatur-Regelkreis 10 für die Zylindertemperatur der Schneckenspritzgießmaschine in der Weise, daß das genannte Ausgangssignal dem Temperatur-Sollwert T₁₀,, des Regelkreises 10 überlagert bzw. aufaddiert wird. Das Ausgangssignal des Proportlonalreglers 9 ist In ähnlicher Weise der Steuergröße Ρ»// f^ur die Staudrucksteuerung der Schneckenspritzgießmaschine fiberlagert. Die Sollwerte T₃₀,, und P_M„ werden von nicht dargestellten Signalquellen erzeugt.The Relger 8 and 9 are adjustable with regard to their upper and lower limit range in order to achieve certain effects to be described in more detail below. The output signal of the integral controller 8 influences a temperature control circuit 10 for the cylinder temperature of the screw _{injection molding machine in such a way that said output signal is superimposed on or added to the temperature setpoint T 10} ,, of the control circuit 10. The output of the Proportlonalreglers 9 is Similarly, the control quantity Ρ »// f fiber supports ^for the back pressure control of the screw injection molding machine. The setpoint values T ₃₀ ″ and P _M ″ are generated by signal sources (not shown).

Durch die Einstellung des oberen und unteren Grenzwerts des Integralreglers 8 kann die Obergrenze für die gerade noch zulässige Erwärmung des plastifizlerten Kunststoffes bzw. die Untergrenze für eine gerade noch ausreichende Plastifizlerung eingestellt weiden. Dagegen lassen sich mit dem oberen und unteren Grenzwert des Proportionalreglers 9 die Grenzen für die minimale Materialförderung durch die Schnecke (obere Grenze) bzw. für das Zurückgehen der Schnecke bei gerade noch ausreichender Plastifizlerung (untere Grenze) einstellen. Darüber hinaus kann der Übertragungsfaktor des Proportionalreglers 9 in Abhängigkeit von dem verwendeten Kunststoff eingestellt werden.By setting the upper and lower limit value of the integral controller 8, the upper limit for the just permissible heating of the plasticized plastic or the lower limit for a just still sufficient plasticization is set. Against it can be with the upper and lower limit value of the proportional controller 9, the limits for the minimum Material conveying through the screw (upper limit) or for the screw going back with straight set sufficient plasticization (lower limit). In addition, the transfer factor of the proportional controller 9 can be set depending on the plastic used.

Der Auswahl des jeweiligen Regelverhaltens für die Regler 9 und 10 Hegt die Überlegung zugrunde, daß fü. den Regler 9 ein proportionales Regelverhalten sehr gut geeignet Ist, um die außerordentlich raschen Änderungen des Staudrucks auszuregeln. Für den Regler 8 ist dagegen Infolge der sehr langsamen Änderungen der Zylindertemperatur und der erforderlichen höheren Regelgenaulgkelt ein Integralverhalten günstig.The selection of the respective control behavior for the controller 9 and 10 is based on the consideration that fü. the controller 9 a proportional control behavior is very well suited to the extraordinarily rapid changes to regulate the back pressure. For the controller 8, however, is due to the very slow changes Cylinder temperature and the required higher control accuracy, an integral behavior is favorable.

Bei der schaltungstechnischen Verwirklichung der in Fig. I dargestellten Anordnung können die mit strichpunktierten Linien umrandeten Schaltungstelle Teile eines Prozeßrechners sein.In the circuit implementation of the arrangement shown in FIG Lines bordered circuit point be parts of a process computer.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

1 21 2

wertes werden durch die hinterste und vorderste Stel-value are given by the rearmost and foremost digits

Patentanspruch: lung der Schnecke der Spritzgießmaschine bestimmt, inClaim: development of the screw of the injection molding machine determined in

welcher eine Geschwindigkeitskorrektur der Schneckewhich a speed correction of the screw

Schaltungsanordnung zum Regeln der Schmelz- mittels der Hydraulikvolumensteuerung noch möglichCircuit arrangement for regulating the melting by means of the hydraulic volume control is still possible

temperatur und des Spritzdrucks einer Kunststoff- 5 1st.temperature and injection pressure of a plastic 5 1st.

Spritzgießmaschine, welche den plastlffelerten Durch die Bildung des Viskositäts-Istwertes aus demInjection molding machine, which produces the actual viscosity value from the

Kunststoff durch Längsverschieben einer Spritzgieß- Quotienten der Druck- und Geschwindigkeits-IstwertePlastic by longitudinally shifting an injection molding quotient of the actual pressure and speed values

schnecke mit zeitlich veränderlichem Druck läßt sich Jedoch nur dann ein brauchbares IHePergebnlsHowever, only then can a usable IHePergebnls be obtained

und/oder Geschwindigkeit aus einem In Abhängig- erzielen, wenn ein solches Meßsignal einem Integralreg-and / or speed from a dependent, if such a measurement signal corresponds to an integral control

keit von einem Temperaturregler regelbar beheizten io Ier zugeführt wird. Für einen Proportionalregler läßtcan be supplied to the heated io Ier, which can be regulated by a temperature controller. For a proportional controller leaves

Schneckenzylinder austrägt, mit folgenden Merkma- sich dagegen^ ein derartiges Meßsignal wegen seinerWorm cylinder discharges, with the following features, however, such a measurement signal because of its

|_en: erheblichen Änderungen und Änderungsgeschwlndig-| _en: significant changes and the rate of change

keiten nicht verwenden. Dies bedeutet, daß diedo not use. This means that the

- Ein zur Bildung von momentanen Druck/Ge- bekannte Meßanordnung nicht verwendet werden kann, schwindigkeitsquotientensignalen vorgesehenes ts um den sich außerordentlich rasch ändernden Stau-Dlvidlerglied, das eingangsseitig mit Druck- und druck an der Spritzkopfmündung mittels eines hierfür Geschwindlgkeltsfühiera verbunden ist, gut geeigneten Proportionalreglers auszuregeln.- A measuring arrangement known for the formation of the instantaneous pressure / ge can not be used, speed quotient signals provided ts around the extremely rapidly changing stagnation divider element, which on the input side with pressure and pressure at the spray head opening by means of a for this purpose Geschwindlgkeltsfühiera is connected to regulate well-suited proportional controller.

ein Integrierglied zum Glätten der zeitlichen Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüberan integrator for smoothing the temporal The object of the invention is in contrast

Schwsskungen der Quotientensignale, darin, eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähn-Fluctuations in the quotient signals, therein, a circuit arrangement of the initially mentioned

- eins Steuereinrichtung zur Steuerung des 20 ten Art dahingehend weiterzubilden, daß das Meßsignal Beginns und der Dauer der Mittelwertbildung für den Viskositatswert sowohl für Integralregler als des Integriergliedes in Abhängigkeit von dem auch für Proportionalregler in gleicher Welse als Istwert Weg der Extruderschnecke, mit einem verwendbar ist, um auf diese Weise den Staudruck an Vergleichsglied, das mit einem Aufnehmer für der Spritzkopfmümiung und die Temperatur der Kunstden Weg der Extruderschnecke und mit einer 25 stoffschmerze gleichermaßen ausregeln zu können. Referenzsignalquelle verbunden 1st, Diese Aufgabe -ylrd erflndungsgetnäß durch die- One control device for controlling the 20th type to the effect that the measurement signal Start and duration of averaging for the viscosity value for both integral controllers and of the integrator depending on the proportional controller in the same way as the actual value Away from the extruder screw, with one that can be used to control the back pressure in this way Comparative element that can be used to regulate the path of the extruder screw with a sensor for the extrusion head liner and the temperature of the plastic and with a material pain. Reference signal source is connected, this task -ylrd according to the invention by the

- einem Temperaturregler und einem Druckregler, kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelost, welche dem Integrierglied nachgeschaltet sind. Eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wird- a temperature regulator and a pressure regulator, characterizing features of the claim solved, which are connected downstream of the integrator. A circuit arrangement according to the invention is

anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtexplained in more detail with reference to the drawings. It shows

dadurch gekennzeichnet, daß das Integrier- 30 Flg. 1 ein BluL-kschaltbild einer Schattungsanord-characterized in that the integrating 30 Flg. 1 a BluL circuit diagram of a shading arrangement

glled (4) an den Ausgang des Dividiergliedes (2) nung;glled (4) to the output of the dividing member (2) voltage;

angeschlossen Ist, daß der Integrierte Wert (ζ_ω) des Fig. 2 ein Zeitdiagramm für den Verlauf der Spritz-Is connected that the integrated value (ζ _ω ) of Fig. 2 is a time diagram for the course of the injection

Quotientenslgnals (p/v)^ 'αϊ einem Vergleichsglied geschwindigkeit und des Spritzdrucks eines von einerQuotientenslgnals (p / v) ^ 'αϊ a comparison member speed and the injection pressure one of one

(7) mit einem Referenzwert (ζ^.) verglichen und der Schneckenspritzgleßmaschine ausgestoßenen plastlfi-(7) compared with a reference value (ζ ^.) And plastlfi-

daraus resultierende Fehlerwert (AQ sowohl einem 35 zierten Kunststoffs, wobei die Spritzgeschwindigkeit inThe resulting error value (AQ for both a decorative plastic, the injection speed being in

Integralregler (S) als auch einem Proportionalregler einem weiten Bereich konstant gehalten wird undIntegral controller (S) as well as a proportional controller is kept constant over a wide range and

(9) zugeführt wird, daß das Ausgangssignal des Ftg. 3 ein Diagramm ähnlich wie in Flg. 2, wobei(9) is supplied so that the output signal of Fig. 3 is a diagram similar to that in Fig. 2, where

Integralreglers (8) dem dem Temperaturregler (10) jedoch der Spritzdruck in einem weiten BereichIntegral controller (8) that of the temperature controller (10), however, the injection pressure in a wide range

zugeführten Temperaturfehler (T₁^ bis Τ_ω) additiv konstant gehalten wird.supplied temperature error (T ₁ ^ to Τ _ω ) is kept additively constant.

überlagert wird, und daß das Ausgangssignal des 40 Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung 1is superimposed, and that the output signal of the circuit arrangement 1 shown in FIG

Proportionalreglers (9) dem Sollwert (P₁₀,,) für den weist ein Dividierglied 2 auf, das mit seinem einenProportional controller (9) the setpoint (P ₁₀ ,,) for the has a dividing member 2, which with its one

Druckregler (U) additiv überlagert wird. Eingang an einen nicht näher dargestellten Druckaufnehmer für den Spritzdruck einer Kunststoff-Schnek-Pressure regulator (U) is superimposed additively. Input to a pressure sensor, not shown, for the injection pressure of a plastic screw

kenspritzgleßmaschlne und mit seinem anderenkenspritzgleßmaschlne and with his other

45 Eingang über ein Differenzlerglied 3 an einen nicht dargestellten Wegaufnehmer für den Schneckenvor-45 input via a differential element 3 to one not shown displacement transducer for the screw feed

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanord- schub der Kunststoff-Schneckenspritzgleßmaschine nung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine angeschlossen ist. Das Differenzlerglied 3 ermittelt die derartige Schaltungsanordnung ist aus der DE-OS der momentanen Spritzgeschwindigkeit \_HI entspre-34 613 bekannt. 50 chende Steigung des von dem Wegaufnehmer gellefer- Zum elektrischen Messen der Viskosität des plastlfl- ten momentanen Weg-Istwertsignals X₀,. In dem DWlzierten Kunststoffes am Spritzkopf einer Kunststoff- dierglled 2 wird der Quotient (p/v)_te aus den momenta-Spritzgießmaschinc ist es bekannt (DE-OS 23 34 613), nen Istwertsignalen des Spritzdrucks und der Spritzmittels geeigneter Aufnehmer die Strömungsgeschwln- geschwindigkeit gebildet und dem Signaleingang eines dlgkelt bzw. Spritzgeschwindigkeit ν_ω und den Strö- 55 Integriergliedes 4 zugeführt. Das Integrierglied 4 bildet mungsdruck bzw. den Spritzdruck p,„ zu erfassen und ober das Zeitintervall /It = I₂-ti hinweg den geometriden Quotienten sehen Mittelwert der Quotientensignale (p/v)_ä, amThe invention relates to a circuit assembly of the plastic screw injection molding machine according to the preamble of the claim. One is attached. The differential element 3 determines such a circuit arrangement is known from DE-OS of the instantaneous injection speed \ _HI according to 34 613. 50 corresponding slope of the actual displacement signal X _0,. In the double-coated plastic on the injection head of a plastic dierglled 2, the quotient (p / v) _te from the current injection molding machine is known (DE-OS 23 34 613), actual value signals of the injection pressure and the flow rate of the appropriate sensors for the injection agent formed and fed to the signal input of a dlgkelt or injection speed ν _ω and the Strö 55 integrator 4. The integrator 4 forms mung or pressure p of the injection pressure, "to detect and above, the time interval / I t = I ₂ -ti ignore the quotient geometrid mean value of the quotient signals (p / v) _ä, the

Ausgang des Dividiergliedes 1. Zur Einstellung desOutput of the divider 1. To set the

C = Pft/v_b/ Integrationsbeginns Ist das Integrierglied 4 über einenC = Pft / v _{b / start of} integration If the integrator 4 has a

60 Steuereingang mit einem Zeltglied 5 verbunden, das60 control input connected to a tent member 5, the

zu bilden, wobei ζ der Wert der momentanen Viskosität wiederum von dem Ausgang eines Vergleichsgliedes 6to form, where ζ the value of the instantaneous viscosity in turn from the output of a comparison element 6

ist. Der Viskositäts-Istwert wird In einem Viskosltäts- gespeist wird. Das Vergleichsglied 6 1st einerseits mitis. The actual viscosity value is fed into a viscosity. The comparison element 6 is on the one hand with

Regler mit einem Viskositäts-Sollwert verglichen, wobei dem nicht dargestellten Wegaufnehmer für den Schnek-Compared controller with a viscosity setpoint, the displacement transducer, not shown, for the screw

dle so ermittelte Regelabweichung Αζ Integriert wird kenvorschub und andererseits mit einer nicht darge-The control deviation determined in this way Αζ is integrated with the feed rate and, on the other hand, with a not shown

und der Integrationswert eine Schmelztemperatursteue- 65 stellten, einstellbaren Referenzsignalquelle für denand the integration value a melting temperature controlled, adjustable reference signal source for the

rung für die Heizung und eine Hydfaullkvolumensteue- Weg-Sollwert X₁₀₁₁ verbunden und erzeugt an seinemtion for the heating and a Hydfaullkvolumesteue- path setpoint X ₁₀₁₁ connected and generated at his

rung für die Schnecke der Spritzgießmaschine steuert. Ausgang das Differenzsignal Ax x^-x^- Sobald Ax tion for the screw of the injection molding machine. Output the difference signal Ax x ^ -x ^ - As soon as Ax

Die Integrationsgrenzen zur Bildung des Integrations- gleich Null 1st, wird das Zeltglied S, beispielsweise einThe integration limits for the formation of the integration equals zero 1st, the tent member S, for example a