DE2525877A1

DE2525877A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING AN INJECTION MOLDING MACHINE

Info

Publication number: DE2525877A1
Application number: DE19752525877
Authority: DE
Inventors: George Thomas Collins
Original assignee: British Industrial Plastics Ltd
Current assignee: British Industrial Plastics Ltd
Priority date: 1974-06-19
Filing date: 1975-06-10
Publication date: 1976-01-08
Also published as: SE7507024L; FR2275305A1; GB1446498A; NL7506816A; DD118022A5; FR2275305B1; JPS5117976A

Description

MÜLLER-BORE · GROENING · DEUiEL · SCHÖN · IIERTEL·MÜLLER-BORE GROENING DEUiEL SCHÖN IIERTEL

MÜNCHEN - BRAUNSCHWEIG - KÖLN Zbi-Oö / /MUNICH - BRAUNSCHWEIG - COLOGNE Zbi-Oö / /

Ml 1975 Ml 1975

DR. W. MUUER-DOnt BRA JNSCHWElGDR. W. MUUER-DOnt BRA JNSCHWElG

B 1213/H1B 1213 / H1

BRITISH INDUSTRIAL PLASTICS LTD. Manchester, EnglandBRITISH INDUSTRIAL PLASTICS LTD. Manchester, England

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer SpritzgießmaschineMethod and device for controlling an injection molding machine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Spritzgießmaschine mit einem hydraulischen Antrieb mit variabler Geschwindigkeit gemäß der DT-OS 2 263 797, dem vorzugsweise ein elektrisch betätigtes Steuersystem zugeordnet ist, welches so angeordnet ist, daß die Vorrichtung im wesentlichen automatisch arbeitet. Beispiele solcher Steuersysteme sind in den GB-PSn 1 3o4 172, 1 3o4 173 und 1 345 142 beschrieben.The invention relates to a method and an apparatus for controlling an injection molding machine with a hydraulic drive with variable speed according to the DT-OS 2 263 797, which is preferably associated with an electrically operated control system which is arranged to that the device operates essentially automatically. Examples of such control systems are given in GB-PSn 1 3o4 172, 1 3o4 173 and 1 345 142.

Beim Spritzgießen wird gewöhnlich eine plastifizierdende Schnecke verwendet, um das geschmolzene Material vor dem Spritzen in einen Formhohlraum mittels eines Kolbens zu homogenisieren und zu plastifizieren. Die Schnecke wirkt auf das Material in einem beheizten Zylinder ein, der gewöhnlich mit einer Anzahl von elektrischen Heizelementen, sogenannten Heizbändern, versehen ist. Dabei sind Thermostate zugeordnet, deren Funktion darin besteht, daß die Zylindertemperatur auf einen gewünschten Wert der Schmelztemperatur einreguliert wird. Diese Regulierung ist notwendigerweise etwas sprunghaft, da die Ansprechzeit desIn injection molding, a plasticizing screw is usually used to pre-pump the molten material To homogenize and plasticize syringes in a mold cavity by means of a piston. The snail works on the material in a heated cylinder, usually with a number of electrical heating elements, so-called heating bands. There are thermostats assigned, whose function is that the cylinder temperature to a desired value of the melting temperature is adjusted. This regulation is necessarily somewhat erratic, since the response time of the

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MÜNCHEN 80 · SIEUEHTSTH. 4 · POB 860720 · KABEL·: MUEBOPAT · TEL. (089) 471079 · TELEX: 5-2UOSOMUNICH 80 · SIEUEHTSTH. 4 POB 860720 CABLE: MUEBOPAT TEL. (089) 471079 · TELEX: 5-2UOSO

Systems langsam ist wegen der thermischen Trägheit des Zylinders und seines Inhaltes. Die Schnecke wird nur während des Teils des Formvorgangs betätigt, während dem sie "zurückgezogen" ist. Der Einsatz der Schnecke führt zu einer Erwärmung des Materials durch Reibung. Dies ist ein in weitem Rahmen nicht vorhersagbarer Faktor, da seine Auswirkung abhängig von der Änderung des der Maschine zugeführten Materials sowie von der Temperatur als auch der Viskosität der Schmelze variiert. Die Schmelzviskosität und die Schmelztemperatur stehen in einem sehr engen Zusammenhang. Eine Erhöhung einer Größe entspricht einer Verringerung der anderen Größe. Für praktische Zwecke wird oft der Ausdruck "Schmelzzustand" verwendet, der sich auf die beiden Größen bezieht und auch in der folgenden Beschreibung verwendet werden soll.System is slow because of the thermal inertia of the cylinder and its contents. The snail is only during the portion of the molding process during which it is "withdrawn". The use of the screw leads to heating of the material by friction. This is a largely unpredictable factor as its impact depends on the change in the material fed to the machine as well as the temperature and viscosity of the melt varies. The melt viscosity and the melting temperature are very closely related. An increase corresponds to a size a decrease in the other size. For practical purposes, the term "melted state" is often used, the refers to the two sizes and should also be used in the following description.

Ein erfolgreiches Spritzgießen erfordert, daß nacheinander spritzgeformte Produkte gleichförmig sind, sowohl hinsichtlich des Gewichtes als auch der Homogenität. Diese gewünschte Gleichförmigkeit wird durch eine Anzahl von Faktoren, von denen der wichtigste der Schmelzzustand ist, und durch den Druck beeinflußt, der beim Einspritzen in den Formhohlraum benutzt wird. Es wurden bereits viele Anstrengungen gemacht, um diese beiden Faktoren zu steuern. Wie jedoch bereits erläutert wurde, ist der Schmelzzustand mit den herkömmlichen Einrichtungen nicht leicht steuerbar, mit Ausnahme innerhalb relativ weiter Grenzen über einen unannehmbar langen Zeitraum. Druckmessungen sind schwierig auszuführen, vor allem im Formhohlraum selbst, da die Form für die Aufnahme einer Druckfühlvorrichtung speziell gestaltet werden muß. Auch wenn eine ausreichende Druckmessung erreicht wird, bleibt das Problem bestehen, dieses Meßergebnis mit einer Messung des Schmelzzustandes zu kombinieren, um ein zufriedenstellendes Steuersystem für beide Größen zu erhalten.Successful injection molding requires that successively injection molded products be uniform in both respects the weight as well as the homogeneity. This desired uniformity is determined by a number of factors, from which the most important is the state of melt, and by the Affects pressure that is used when injecting into the mold cavity. Much effort has already been made to control these two factors. However, as already explained, the melting state is with the conventional ones Facilities not easily controllable except within relatively wide limits for an unacceptably long period of time. Pressure measurements are difficult to make, especially in the mold cavity itself, since the mold is designed to accommodate a pressure sensing device must be specially designed. Even if a sufficient pressure measurement is achieved, the problem remains exist, this measurement result with a measurement of the melting state combine to obtain a satisfactory control system for both sizes.

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In der DT-OS 2 263 797 ist ein hydraulischer Antrieb mit variabler Geschwindigkeit für eine Spritzgießmaschine beschrieben. Dieser Antrieb verwendet einen Gleichstrom-Elektromotor mit variabler Drehzahl für den Antrieb einer Hydraulikpumpe, welche das öl für das Hydrauliksystem der Maschine zuführt. Der Motor wird mit Drehzahlen und Drehmomenten betrieben, die jweils direkt entsprechend den hydraulischen Anforderungen der Maschine während des ganzen Spritzgießvorganges geändert werden. Diesermöglicht den Betrieb des Hydrauliksystems mit einer viel besseren Steuerung und hat die Nebenwirkung, daß der Gesamtleistungsverbrauch und der Pegel des Arbeitsgeräusches der Maschine reduziert werden. Außerdem wird dadurch die Verwendung eines Motors mit merklich niedriger Leistung für ein gegebenes Hydrauliksystem möglich. Alternativ können ausgehend von einem genormten Motor für kurze Zeiträume merklich höhere Leistungen erhalten werden. Die Steuerung dieses Antriebs mit variabler Geschwindigkeit bzw. Drehzahl erfolgt auf drei Arten. Zuerst wird in jedem Zeitpunkt das Drehmoment dadurch gemessen, daß der Ankerstrom des Motors gemessen wird. Zweitens wird die Drehzahl des Motors durch einen Tachogenerator an der die Pumpe treibenden Welle gemessen. Drittens werden Digitalschalter derart vorgesehen, daß den gewünschten Grenzwerten des Drehmomentes und der Drehzahl entsprechende Bezugssignale bei dem elektrischen Steuersystem, welches den gesamten Betrieb der Maschine steuert, programmiert werden können, ehe die Maschine tatsächlich zu arbeiten beginnt. In Betrieb bringt das Steuersystem die Maschine dazu, einer vorher gewählten Folge von Aktionen zu folgen, wobei gleichzeitig der Motor die Instruktion erhält, den hydraulischen Anforderungen der Maschine für jede Aktion zu genügen. Das Drehmoment und die Drehzahl des Motors werden kontinuierlich überwacht und mit den vorher eingestellten Bezugssignalen verglichen, so daß jederzeit die gewählten Grenzwerte bei jeder Aktion nicht überschritten werden.DT-OS 2 263 797 describes a hydraulic drive with variable speed for an injection molding machine. This drive uses a variable speed DC electric motor to drive a Hydraulic pump that supplies the oil for the hydraulic system of the machine. The engine is running at speeds and torques operated, each directly according to the hydraulic requirements of the machine during the whole Injection molding process can be changed. This enables operation of the hydraulic system with much better control and has the side effect of reducing the overall power consumption and the level of operating noise of the machine will. It also eliminates the need to use a motor with a noticeably low power output for a given hydraulic system possible. Alternatively, starting from a standardized motor, noticeably higher outputs can be achieved for short periods of time can be obtained. This variable speed drive is controlled in three ways. First the torque is measured at each point in time by measuring the armature current of the motor. Second is the Speed of the motor measured by a tachometer generator on the shaft that drives the pump. Third, digital switches provided in such a way that reference signals corresponding to the desired limit values of the torque and the speed can be programmed in the electrical control system which controls the entire operation of the machine before the machine actually starts to work. In operation, the control system brings the machine to a pre-selected one To follow a sequence of actions, while at the same time the motor is instructed to comply with the hydraulic requirements enough for the machine for every action. The torque and the speed of the motor are continuously monitored and compared with the previously set reference signals, so that the selected limit values are not always used with every action be crossed, be exceeded, be passed.

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Die Erfindung beruht nun darauf, daß der Ankerstrom des Gleichstrommotor eine sehr empfindliche Anzeige dafür ist, was sich bei den verschiedenen Stufen des Spritzgießprozesses ereignet.The invention is based on the fact that the armature current of the DC motor is a very sensitive indicator of what is going on at the various stages of the injection molding process happened.

Erfindungsgemäß wird von einem Verfahren zum Steuern des Betriebs einer hydraulisch betätigten Spritzgießmaschine ausgegangen, die ein elektrisches Steuersystem und einen hydraulischen Antrieb mit variabler Geschwindigkeit aufweist, der von einem Gleichstrommotor mit variabler Drehzahl betätigt wird, dessen Drehzahl und Drehmoment jeweils durch elektrische Signale aus dem Steuersystem geändert wird, die direkt den hydraulischen Anforderungen der Maschine während des Spritzgießvorgangs entsprechen.According to the invention of a method for controlling the Operation of a hydraulically operated injection molding machine assumed that had an electrical control system and a has variable speed hydraulic drive powered by a variable speed DC motor is actuated, the speed and torque of which are changed by electrical signals from the control system that correspond directly to the hydraulic requirements of the machine during the injection molding process.

Gemäß diesem Verfahren werden der Ankerstrom des Motors gemessen, um ein entsprechendes Ankerstromsignal zu erzeugen, das Signal dem elektrischen Steuersystem zugeführt und dafür gesorgt, daß das Signal eine primäre Steuerung des Formvorgangs bei einer vorher gewählten Zeit und für einen vorher gewählten Zeitraum des Spritzgießzyklus bewirkt.According to this method, the armature current of the motor is measured in order to generate a corresponding armature current signal, the signal is fed to the electrical control system and it is ensured that the signal is a primary control of the Molding process effected at a preselected time and for a preselected period of the injection molding cycle.

Vorteilhafterweise wird gemäß einer weiteren Maßnahme dieses Verfahrens die Drehzahl des Motors gemessen, um ein dementsprechendes Motordrehzahlsignal zu erzeugen, das Signal dem elektrischen Steuersystem der Maschine zugeführt und dieses Signal dazu verwendet, die primäre Steuerung des Formvorgangs bei einer anderen bzw. unterschiedlich vorgewählten Zeit und für einen anderen bzw. unterschiedlichen vorgewählten Zeitraum bei dem Formvorgang zu bewirken. In diesem Fall werden zwei getrennte Signale erzeugt und dem elektrischen Steuersystem der Maschine zugeführt. Vorzugsweise bewirkt nur eines dieser Signale die primäre Steuerung zu einer gegebenen Zeit und für einen gegebenen Zeitraum des Formvorgangs. Welches der beiden Signale zu einer bestimmten ZeitAccording to a further measure of this method, the speed of the motor is advantageously measured in order to achieve a corresponding To generate engine speed signal, the signal fed to the electrical control system of the machine and this Signal used to be the primary control of the molding process at another or differently preselected To effect time and for a different or different preselected period of time in the molding process. In this case two separate signals are generated and fed to the machine's electrical control system. Preferably effected only one of these signals is the primary controller at any given time and for a given period of the molding process. Which of the two signals at a given time

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verwendet wird, hängt von dem Prozeß ab, der zu dieser Zeit gesteuert werden soll, was kurz im einzelnen näher erläutert wird.is used depends on the process that is to be controlled at that time, which is briefly explained in more detail will.

Der Ausdruck "primäre Steuerung" bedeutet, daß zu einer vorher gewählten Zeit und während des vorher gewählten Zeitraums das Signal dazu gebracht wird, jedes andere Steuersignal zu überdecken, welches von herkömmlichen Wandlern abgeleitet wird, die der Vorrichtung zugeordnet sind. Ausgenommen davon sind Sicherheits- und/oder Alarmsignale.The term "primary control" means that at a preselected time and period the signal is made to mask any other control signal derived from conventional transducers associated with the device. Exceptions to this are safety and / or alarm signals.

Während des Abschnittes des Spritzgießvorgangs, bei welchem die Schnecke "zurückgezogen" ist, nämlich wenn sich die Schnecke in dem Zylinder dreht, um die nächste, in den Formholraum zu spritzende Materialcharge zu plastifizieren und zu homogenisieren, gibt der Ankerstrom des Motors das für das Drehen der Schnecke erforderliche Drehmoment und somit den Schmelzzustand sehr genau wieder. Eine Änderung der dem Motor zugeführten Leistung ändert das zugeführte Drehmoment für die Rotation der Schnecke und somit den Betrag der auf das durch die Schnecke zu behandelnden Material ausgeübten Arbeit. Diese Änderung der auf das Material ausgeübten Arbeit äußert sich durch eine entsprechende Änderung der Erhitzung des Materials durch Reibung. Dies spiegelt sich wiederum in einer Änderung des Schmelzzustandes. Da eine konstante Schneckendrehzahl einem im wesentlichen konstanten Schmelzzustand entspricht, wird das Motordrehzahlsignal für die Leistungsänderung dem Motor derart zugeführt, daß eine konstante Schneckendrehzahl erreicht wird, während gleichzeitig Änderungen des Anüerstromsignals nicht beachtet werden, wenigstens innerhalb vernünftiger Grenzen, was noch erläutert wird.During the portion of the injection molding process in which the screw is "withdrawn", namely when the screw rotates in the cylinder to plasticize the next batch of material to be injected into the mold cavity and homogenize, the armature current of the motor gives that torque required for turning the screw and thus the melting state very precisely again. A change in the The power supplied to the motor changes the supplied torque for the rotation of the screw and thus the amount the work done on the material to be treated by the screw. This change the exerted on the material Work is expressed by a corresponding change in the heating of the material due to friction. This is reflected again in a change in the melt state. Since a constant screw speed is an essentially constant Melting state corresponds, the engine speed signal for the power change is supplied to the engine so that a constant screw speed is achieved while changes in the control current signal are ignored at the same time, at least within reasonable limits, which will be explained.

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Wenn die Schmelze zu viskos ist, was einem Zustand entspricht, bei welchem die Temperatur etwas niedriger ist als sie sein sollte, fällt die Motordrehzahl, wodurch signalisiert wird, daß ein stärkeres Drehmoment, d. h. mehr Leistung, erforderlich ist, um die Schneckendrehzahl aufrechtzuerhalten. Diese Extraleistung wird durch die erhöhte Reibungserhitzung verbraucht, wodurch die Schmelztemperatur steigt, so daß die Viskosität der Schmelze verringert wird. Jetzt ist eine geringere Leistung für das Drehen der Schnecke erforderlich. Die Drehzahl des Motors gibt dies durch eine Steigerung wieder, wodurch signalisiert wird, daß weniger Leistung erforderlich ist, um die gewünschte Drehzahl zu erreichen. Das heißt mit anderen Worten, daß das System selbstregulierend ist und kleine Änderungen des Schmelzzustandes eine nahezu sofortige korrigierende Änderung der dem Motor zugeführten Leistung erzeugen. Dies wird nicht nur ohne Bezugnahme auf das Steuersystem für die herkömmlichen Zylinderheizbänder, sondern auch ohne direktes Messen des SchmelzzuStandes oder der Reibungswärme erreicht. Weiterhin kann ein gewünschter Schmelzzustand trotz einer bestimmten Änderung des der Maschine zugeführten Beschickungsmaterials erreicht werden.When the melt is too viscous, which corresponds to a condition in which the temperature is slightly lower than it should be the engine speed will drop, signaling that more torque, i.e. H. more power, required is to maintain the screw speed. This extra power is consumed by the increased frictional heating, whereby the melting temperature rises so that the viscosity of the melt is reduced. Now is a lesser one Power required to turn the screw. The speed of the engine gives this by increasing it again, signaling that less power is required to achieve the desired speed. That In other words, the system is self-regulating and small changes in the melting state are almost entirely produce an immediate corrective change in the power delivered to the motor. This is not just done without reference to the control system for conventional cylinder heating bands, but also without direct measurement of the melt status or the frictional heat achieved. Furthermore, a desired melting state can be achieved despite a certain change in the machine fed feed material can be achieved.

Vorzugsweise wird das AnkerStromsignal während des Zeitraums mit "zurückgezogener Schnecke" kontinuierlich mit zwei Bezugssignalen verglichen, welche der vorher gewählten oberen und unteren Grenze des AnkerStroms entsprechen, so daß in dem Fall, in welchem das AnkerStromsignal außerhalb des Bereichs liegt, innerhalb welchem der Schmelzzustand einfach dadurch gesteuert werden kann, daß die für das Drehen der Schnecke zugeführte Energie geändert wird, die Zylinderheizbänder verwendet werden können, um die erforderliche Korrektur durch Anheben oder Absenken der Temperatur zu beeinflussen, obwohl dies natürlich ein relativ langwieriger Vorgang wegen der vorher erwähnten thermischen Trägheit ist.Preferably, the armature current signal is during the period with "withdrawn worm" continuously compared with two reference signals, which of the previously selected upper and lower limit of the armature current correspond, so that in the case where the armature current signal is outside the The range within which the melting state is easy can be controlled by changing the energy supplied to rotate the screw, the barrel heater bands can be used to make the necessary correction by raising or lowering the temperature affect, although this is of course a relatively lengthy process because of the aforementioned thermal inertia is.

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Bei dem angeführten Beispiel bewirkt das Motordrehzahlsignal eine primäre Steuerung des Prozesses während des Vorgangs mit zurückliegender Schnecke (screw-back period). Das Ankerstromsignal wird dabei überwacht, um zu gewährleisten, daß der Schmelzzustand innerhalb des Steuerbereichs liegt, der nur durch Verwendung des Motordrehzahlsignals möglich ist.In the example given, the engine speed signal causes primary control of the process during the screw-back period. The armature current signal is monitored to ensure that the melt condition is within the control range obtained only by using the engine speed signal is possible.

Wahlweise kann diese Temperatursteuerungsanordnung auch mit tatsächlichen Schmelztemperaturmessungen kombiniert werden, die im Augenblick des Einspritzens gemacht werden. Es ist jedoch wesentlich, daß berücksichtigt wird, daß der Motorankerstrom und daß das davon abgeleitete Signal nur repräsentiv für den Schmelzzustand während des Zeitraums bei zurückgezogener Schnecke ist, also wenn sich die Schnecke tatsächlich dreht, um das Material für die nächste Spritzcharge in den exakten Schmelzzustand zu bringen. Zu anderen Zeiten muß deshalb das Steuersystem für die Maschine so programmiert werden, daß das Motordrehzahlsignal und das Ankerstromsignal vom Gesichtspunkt der Schmelzzustandssteuerung nicht beachtet werden, so daß sie für andere Steuerzwecke benutzt werden können. Aus dem nachstehenden ersieht man, daß das Ankerstromsignal vorteilhafterweise zur Steuerung wenigstens einer weiteren Maßnahme des Formvorgangs verwendet werden kann.Optionally, this temperature control arrangement can also be combined with actual melting temperature measurements, which are made at the moment of injection. However, it is essential to take into account that the motor armature current and that the signal derived therefrom is only representative of the melt state during the period when the retracted The screw is, so when the screw actually turns, the material for the next injection batch in to bring the exact melting state. Must be at other times therefore the control system for the machine can be programmed to use the engine speed signal and the armature current signal are ignored from the viewpoint of the melt state control, so that they are used for other control purposes can. From the following it can be seen that the armature current signal is advantageously used to control at least one further measure of the molding process can be used.

Während des Einspritzens dreht sich die Schnecke nicht, wird jedoch durch den Spritzkolben vorwärtsbewegt, um die plastifizierte und homogenisierte Schmelze, in den Formhohlraum zu drücken. Die Spritzgeschwindigkeit ist relativ konstant.bis der Hohlraum nahezu gefüllt ist, worauf der Kolben auf einen schnell zunehmenden Widerstand trifft. Es wird mehr Druck erforderlich. Um dies zu erreichen, muß dem Motor mehr Leistung zugeführt werden, um das zunehmende Drehmoment zu überwinden, welches erforderlich ist, um die Pumpe zu drehen, welche dem Kolben das öl zuführt. Wenn sich der Öldruck aufbaut, ergibt sich eine entsprechende Steigerung des AnkerStromsDuring injection, the screw does not rotate, but is moved forward by the injection piston around the plasticized and homogenized melt into the mold cavity. The injection speed is relatively constant. To the cavity is almost filled, whereupon the piston encounters a rapidly increasing resistance. It will be more Pressure required. To do this, more power must be supplied to the engine to accommodate the increasing torque overcome what is required to turn the pump that feeds the oil to the piston. When the oil pressure builds up, there is a corresponding increase in the armature current

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des Motors und somit ein Ankerstromsignal, welches zu dem Maschinensteuergerät zurückgeführt bzw. rückgekoppelt wird.of the motor and thus an armature current signal, which is fed back or fed back to the machine control unit.

Entsprechend einem bevorzugten Gesichtspunkt der Erfindung wird das von dem Motorankerstrom abgeleitete Signal während des abschließenden Teils der Einspritzung mit einem vorher festgelegten Bezugssignal verglichen, welches einem gewünschten Wert eines Formhohlraumdruckes entspricht. Wenn der gewüschte Formhohlraumdruck erreicht ist, wird das Steuersystem der Maschine dazu gebracht, die nächste Stufe des Formvorgangs einzuleiten. Dies ist das Umschalten, um für einen Haltedruck zu sorgen, damit der Formhohlraumdruck konstant gehalten wird. Wenn der gewünschte Druck erreicht ist, ist natürlich wenig Leistung erforderlich, um diesen Druck aufrechtzuerhalten. Der Motor kann mit einer beträchtlich verringerten Leistung laufen, um den erforderlichen, relativ niedrigen ölmengenstrom zu fördern. Bis zu dem nächsten Zeitraum, in welchem sich die Schnecke in der zurückgezogenen Stellung befindet, wird das von dem Motorankerstrom abgegebene Signal einfach in Verbindung mit dem Motordrehzahlsignal in der in der DT-OS 2 263 797 beschriebenen Weise verwendet, um zu gewährleisten, daß die vorprogrammierten hydraulischen Anforderungen der Maschine erfüllt werden, ohne daß vorgewählte Grenzen der Drehzahl und des Drehmomentes überschritten werden.According to a preferred aspect of the invention, the signal derived from the motor armature current is during of the final part of the injection is compared with a predetermined reference signal which is a desired Value corresponds to a mold cavity pressure. When the desired cavity pressure is reached, the control system the machine to initiate the next stage of the molding process. This is toggling in order for a hold pressure to ensure that the mold cavity pressure is kept constant will. Of course, when the desired pressure is achieved, little power is required to maintain that pressure. The engine can run at a considerably reduced power, relative to what is required to promote low oil flow. Until the next period in which the snail is in the withdrawn Position is, the output from the motor armature current is Signal simply used in conjunction with the engine speed signal in the manner described in DT-OS 2 263 797, to ensure that the pre-programmed hydraulic requirements of the machine are met without that preselected limits of speed and torque are exceeded.

Das heißt mit anderen Worten, daß für einen größeren Teil des Formzyklus die Maschine in bekannter Weise arbeitet, daß jedoch bei ausgewählten Zeiten und über ausgewählte Zeiträume die von dem Motorankerstrom und von der Motordrehzahl abgeleiteten Signale für eine primäre Steuerung des Prozesses in der beschriebenen Weise verwendet werden.In other words, that means for a larger part of the molding cycle, the machine operates in a known manner, but that at selected times and over selected periods of time those of the motor armature current and of the motor speed derived signals can be used for primary control of the process in the manner described.

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Die Erfindung betrifft auch eine hydraulisch betätigte Spritzgießmaschine mit einem elektrischen Steuersystem und einem hydraulischen Antrieb mit variabler Drehzahl, wie er insgesamt vorstehend beschrieben wurde. Das Steuersystem umfaßt Einrichtungen, die so arbeiten, daß der Ankerstrom eines Gleichstrommotors mit variabler Drehzahl in dem hydraulischen Antrieb gemessen wird und daß ein dementsprechendes Ankerstromsignal erzeugt wird, zusammen mit Programmiereinrichtuncen, die so arbeiten, daß das Signal dazu gebracht wird, die Vorrichtung zu vorher gewählten Zeiten und über vorher gewählte Zeiträume des Formvorgangs primär zu steuern.The invention also relates to a hydraulically operated one Injection molding machine with an electric control system and a hydraulic drive with variable speed, as described in its entirety above. The control system includes devices that operate so that the Armature current of a DC motor with variable speed is measured in the hydraulic drive and that a corresponding one Armature current signal is generated, along with Programming devices that operate so that the signal is caused to operate the device at preselected times and for preselected periods of the molding process primarily to control.

"Pirmäre Steuerung" bedeutet wieder, daß zu vorher ausgewählten Zeiten und über vorher ausgewählte Zeiträume das Signal jedes andere Prozeßsteuersignal überdeckt, welches von der Maschine kommt und zu dem Steuersystem zurückgeführt wird, mit Ausnahme von Sicherheits- und/oder Alarmsignalen. "Primary control" again means that to previously selected Times and over preselected time periods the signal covers any other process control signal which comes from the machine and is fed back to the control system, with the exception of safety and / or alarm signals.

Vorteilhafterweise hat das Steuersystem Einrichtungen, die so arbeiten, daß die Drehzahl des Motors gemessen wird und ein dementsprechendes Motordrehzahlsignal erzeugt wird, zusammen mit Programmiereinrichtungen, die so arbeiten, daß das Signal dazu gebracht wird, die primäre Steuerung der Vorrichtung zu vorher ausgewählten Zeiten und über vorher ausgewählte Zeiträume bei dem Formvorgang auszuüben. In diesem Fall werden zwei getrennte Signale erzeugt, nämlich das AnkerStromsignal und das Motordrehzahlsignal. Vorzugsweise haben die Programmiereinrichtungen eine Einheit, die so arbeitet, daß nur ein Signal dazu gebracht wird, die primäre Steuerung zu einer gegebenen Zeit und über einen gegebenen Zeitraum bei dem Formvorgang zu bewirken. Vorzugsweise hat das Steuersystem weiterhin eine Einrichtung, die auf Änderungen des Motordrehzahlsignals anspricht, um die deir Motor zugeführte Leistung zu ändern,Advantageously, the control system has means which operate to measure the speed of the motor and a corresponding engine speed signal is generated, along with programming facilities that operate to cause the signal to be the primary controller of the apparatus at preselected times and for preselected periods of time in the molding process. In this case two separate signals are generated, namely the armature current signal and the motor speed signal. Preferably the programming facilities a unit which operates to cause only one signal to be primary control at a given time and to effect for a given period of time in the molding process. Preferably the control system further has one Means responsive to changes in the engine speed signal to vary the power supplied to the engine;

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so daß die Drehzahl konstant gehalten werden kann. Diese Einrichtung wird durch die Programmiereinrichtungen so betätigt, daß die Leistungsänderung nur bei einer vorher gewählten Zeit und über einem vorher gewählten Zeitraum bei dem Formvorgang, insbesondere während des Zeitraums, bei welchem die Schnecke zurückgezogen ist, bewirkt wird.so that the speed can be kept constant. This device is operated by the programming devices in such a way that that the change in performance is only possible with a previously selected one Time and over a preselected period of time in the molding process, in particular during the period of time which the screw is withdrawn.

Das Steuersystem umfaßt vorzugsweise Einrichtungen zum Erzeugen von Bezugssignalen, die vorher gewählten oberen und unteren Grenzen des AnkerStroms entsprechen, sowie Einrichtungen zum Vergleichen dieser Bezugssignale mit dem Ankerstromsignal, welches dem Schmelzzustand während des Abschnittes des Formvorganges, bei welchem die Schnecke zurückgezogen ist, entspricht, so daß ein Temperatursteuersignal erzeugt wird, wenn das Signal außerhalb des durch die Grenzen definierten Bereiches liegt. Außerdem sind Einrichtungen vorgesehen, die auf das Temperatursteuersignal ansprechen, um die den Zylinderheizbändern zugeführte Energie derart zu erhöhen oder zu verringern, daß der Schmelzzustand in dem Bereich wieder hergestellt wird.The control system preferably comprises means for generating reference signals, the upper ones previously selected and lower limits of the armature current correspond, as well as Means for comparing these reference signals with the armature current signal, which is the melting state during the Section of the molding process in which the screw is withdrawn, corresponds, so that a temperature control signal is generated when the signal is outside the area defined by the limits. In addition, devices are provided which respond to the temperature control signal respond to increase or decrease the energy supplied to the cylinder heater bands so that the melt state in the area is restored.

Zweckmäßigerweise ist das Steuersystem in bekannter Weise ein "Halbleiter-System" bzw. ein System im "stabilen Zustand" (GB-PSn 1 3o4 172, 1 3o4 173, 1 345 142).The control system is expediently a "semiconductor system" or a system in the "stable state" in a known manner. (GB-PSn 1 3o4 172, 1 3o4 173, 1 345 142).

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.Based on the accompanying drawings, the invention will become for example explained in more detail.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil der Steuerschaltung einer Spritzgießmaschine mit den entsprechenden Maschinenteilen. Fig. 1 shows schematically part of the control circuit of an injection molding machine with the corresponding machine parts.

Fig. 2 zeigt in einem Diagramm den Verlauf des Motorankerstroms während des Formvorgangs.Fig. 2 shows in a diagram the course of the motor armature current during the molding process.

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In Fig. 1 sind die hydraulischen Verbindungen mit H und die elektrischen Verbindungen durch ein vorgesetztes E bezeichnet. Die Richtungen des Fluidstroms bzw. des Signalflusses sind durch Pfeile gekennzeichnet. Die Spritzgießmaschine hat einen Zylinder 1 mit elektrischen Heizelementen 2 a, 2b und 2c sowie ein Temperaturfühlelement 3 für den Zylinder in Form eines Thermoelementes. Der Zylinder enthält eine Schnekke 4, die längs des Zylinders bezüglich einer Einspritzdüse 5 mittels eines Hydraulikkolbens 6 hin- und herverschiebbar ist. Die Schnecke wird durch einen Hydraulikmotor 7 über ein nicht gezeigtes Getriebe gedreht. Ein Wandler 8 für die Kolbenstellung fühlt die Stellung der Schnecke bezüglich der Düse 5. Für die Beschickung der Schnecke ist ein Trichter 9 vorgesehen. Die Vorrichtung wird durch eine elektrische Hauptsteuereinheit 1 ο über eine hydraulische und eine elektrische Schaltung gesteuert. Die hydraulische Schaltung umfaßt hintereinandergeschaltete Pumpen 11 und 12, die von einer gemeinsamen Welle 13 durch einen Gleichstrommotor 14 mit variabler Drehzahl angetrieben werden. Der Motor 14 wird über eine Wechselstrom-Gleichstrom-Umformereinheit 15 auf einer Wechselstromquelle 16 mit Energie versorgt. Der Ankerstrom des Motors wird kontinuierlich durch eine Hall-Effekteinrichtung 17 überwacht. Die Drehzahl des Motors wird durch einen Tachogenerator 18 überwacht, der mit der Pumpenantriebswelle 13 gekoppelt ist. Der Hydraulikkreis hat Ventile 19, 2o, 21, 22 und 23, die, wie gezeigt, miteinander verbunden sind, wobei Abgabeöffnung oder Tankauslässe T an den Ventilen vorgesehen sind. Die elektrische Schaltung umfaßt eine Temperatursteuerung 24, Komparatoren 25 und 26 sowie Torschaltungen 27 und 28, die in der gezeigten Weise miteinander verbunden sind.In Fig. 1, the hydraulic connections are denoted by H and the electrical connections by an E in front. The directions of fluid flow and signal flow, respectively, are marked by arrows. The injection molding machine has a cylinder 1 with electrical heating elements 2a, 2b and 2c and a temperature sensing element 3 for the cylinder in the form of a thermocouple. The cylinder contains a screw 4, which can be pushed back and forth along the cylinder with respect to an injection nozzle 5 by means of a hydraulic piston 6 is. The worm is rotated by a hydraulic motor 7 through a gear (not shown). A converter 8 for the The piston position senses the position of the screw with respect to the nozzle 5. A funnel 9 is used to feed the screw intended. The device is controlled by an electrical main control unit 1 o via a hydraulic and an electrical one Circuit controlled. The hydraulic circuit comprises pumps 11 and 12 connected in series, which of a common shaft 13 are driven by a variable speed DC motor 14. The engine 14 will Supplied with energy via an AC-DC converter unit 15 on an AC power source 16. The armature current the motor is continuously monitored by a Hall effect device 17. The speed of the engine will monitored by a tachometer generator 18 which is coupled to the pump drive shaft 13. The hydraulic circuit has Valves 19, 2o, 21, 22 and 23, which, as shown, interrelate are connected, with dispensing opening or tank outlets T being provided on the valves. The electrical circuit includes a temperature controller 24, comparators 25 and 26, and gate circuits 27 and 28, which operate in the manner shown are connected to each other.

Da diese spezielle hydraulische Antriebsschaltung mit variabler Geschwindigkeit bereits ausführlich in der DT-OS 2 263 797 beschrieben ist, wird sie hier nur insoweit beschrieben, wie dies für das Verständnis der Arbeitsweise der zugeordneten elektrischen Schaltung erforderlich ist.Since this special hydraulic drive circuit with variable speed is already detailed in the DT-OS 2 263 797 is described, it is only described here insofar as this is necessary for an understanding of the operation of the associated electrical circuit is required.

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Die Hauptsteuereinheit 1o umfaßt alle Schaltungseinheiten, die erforderlich sind, um die gesamte Spritzgießmaschine einschließlich der üblichen einstellbaren Steuerung für die Drehzahl, den Druck und die Zeitabstimmung zusammen mit der Programmierung, der Wahl der Aufeinanderfolge und der Sicherheitsblöcke zu steuern. Beispiele für Halbleiter logikschaltungen für diese Zwecke sind aus den GB-PSn 1 3o4 172, 1 3o4 173 und 1 245 142 bekannt, obwohl auch andere geeignete Grääte verwendet werden können.The main control unit 1o includes all circuit units, which are required to run the entire injection molding machine including the usual adjustable controls for the Speed, pressure and timing together with the programming, the choice of the sequence and the Control security blocks. Examples of semiconductor logic circuits for these purposes are from GB-PSn 1 3o4 172, 1 3o4 173 and 1 245 142 are known, although other suitable devices can be used.

In Betrieb wird der Motor 14 über die Leitung E15¹ mit Gleichstrom von der Wechselstromquelle 16 über den Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer 15 entsprechend den Instruktionen gespeist, die von der Steuereinheit 1o über die Leitung E15 kommen. Diese Instruktionen haben die Form von Signalen, die dem Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer 15 zugeführt werden und die entsprechend einem vorher gewählten Programm variiert werden, das auf den hydraulischen Anforderungen an die Maschine während des ganzen Formvorgangs basiert. Für jede Aktion bei dem Formvorgang sind vorher gesetzte Grenzen für die Motordrehzahl und das Drehmoment durch Digitalschalter eingestellt, wie dies in der DT-OS 2 263 797 beschrieben ist. Der Motor treibt den Hydraulikkreis, der ebenfalls in der vorstehenden DT-OS beschrieben ist. Sein Ankerstrom wird durch die Hall-Effekt-Einrichtung 17 gemessen und als Signal über die Leitung E17 der Steuereinheit 1o und den Torschaltungen 27 und 28 zugeführt. In der Steuereinheit wird der Ankerstrom mit den vorher eingestellten Grenzen verglichen, was auch für das Motordrehzahlsignal gilt, das über die Leitung E 18 von dem Tachogenerator 18 zugeführt wird, so daß die gewünschten Grenzen des Drehmomentes und der Drehzahl bei jeder Aktion nicht überschritten werden. Die Wahl dieser Grenzen erfolgt zu jedem Zeitpunkt durch die Steuereinheit 1o bei fortschreitendem Formvorgang in relevanter Weise.In operation, the motor 14 is ^{fed via the line E15 1} with direct current from the alternating current source 16 via the alternating current-direct current converter 15 in accordance with the instructions which come from the control unit 1o via the line E15. These instructions are in the form of signals which are fed to the AC-DC converter 15 and which are varied according to a preselected program based on the hydraulic demands on the machine throughout the molding process. For each action in the molding process, previously set limits for the motor speed and torque are set by digital switches, as described in DT-OS 2 263 797. The motor drives the hydraulic circuit, which is also described in the above DT-OS. Its armature current is measured by the Hall effect device 17 and fed as a signal via the line E17 to the control unit 1o and the gate circuits 27 and 28. In the control unit, the armature current is compared with the previously set limits, which also applies to the motor speed signal, which is fed via line E 18 from the tachometer generator 18, so that the desired limits of torque and speed are not exceeded with each action. The selection of these limits takes place at any point in time by the control unit 1o in a relevant manner as the molding process progresses.

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In dem in Fig. 2 gezeigten Diagramm ist der Ankerstrom in Ausdrücken der bezogenen Motorleistung aufgetragen, so daß 0 % dem Ausschaltzustand und 1oo % dem Motorzustand entsprechen, in dem er mit maximaler kontinuierlicher Leistung arbeitet. Die Tatsache, daß das Diagramm Ströme zeigt, die weit über dem 1oo % Pegel liegen, veranschaulicht nur den in der Beschreibungseinleitung genannten Gesichtspunkt, nämlich daß bei Verwendung der vorstehend genannten Antriebsanordnung mit variabler Geschwindigkeit, man höhere Leistungen über relativ kurze Zeiträume aus einem Motor für eine relativ niedrige Leistung erhalten kann. Das Diagramm zeigt die aufeinanderfolgenden Stufen des Vorvorgangs, beginnend mit dem Bereitschaftszustand, in welchem eine Charge vom plastifizierten und homogenisierten Material in der Maschine bereits zur Verfügung steht und das zuletzt geformte Teil aus der offenen Form entfernt worden ist. Zum Zeitpunkt A wird die Form geschlossen und verspannt. Dieser Vorgang erfordert von dem Motor die Abgabe der nötigen Energie, was durch den in dem Diagramm gezeigten kurzen überlastzustand wiedergegeben ist. In dem unmittelbar darauffolgenden Zeitraum B bewegt der Spritzkolben die Schnecke vorwärts, so daß der Formhohlraum mit dem vorbereiteten "Schuß" des Materials gefüllt wird. Zunächst ist die Spritzgeschwindigkeit konstant und der Motor arbeitet mit der kontinuierlichen Nennleistung von 1oo %. Wenn die Form gefüllt ist, steigt der Formhohlraumdruck schnelle auf einen gewünschten Spitzenwert an, bei welchem der Motorankerstrom eine beträchtliche überlast für einen kurzen Zeitraum anzeigt, wenn der Motor den Hydraulikdruck bis zu der gewählten Grenze hochtreibt, um den Formholraum "vollzupacken".In the diagram shown in Fig. 2 is the armature current Plotted in expressions of the related engine power, so that 0% the switch-off state and 100% the engine state in which he works with maximum continuous power. The fact that the diagram Shows currents that are well above the 100% level, only illustrates the one mentioned in the introduction to the description Point of view, namely that when using the aforementioned variable speed drive arrangement, you get higher powers over relatively short periods of time from an engine for relatively low power can get. The diagram shows the successive stages of the process, starting with the standby state, in which a batch of plasticized and homogenized material is already available in the machine and the last molded part has been removed from the open mold. At time A, the mold is closed and tense. This process requires the motor to deliver the necessary energy, which is shown in the diagram brief overload condition shown is reproduced. In the immediately following period B, the injection plunger moves forward the screw so that the mold cavity is filled with the prepared "shot" of material. At first the injection speed is constant and the motor works with the continuous nominal power of 100%. When the mold is filled, the mold cavity pressure rises rapidly to a desired peak value at which the motor armature current is a considerable overload for a short period of time when the engine increases the hydraulic pressure to the selected limit to "pack up" the mold cavity.

Diese Druckspitze wird von dem Maschinensteuersystem, wie noch erläutert wird, gemessen und dazu verwendet, die Umschaltung auf den Haltedruck in dem Zeitraum C einzuleiten, bei welchem der Motor nur für einen ausreichenden ölstromThis pressure peak is measured by the machine control system, as will be explained below, and used to calculate the Initiate switching to the holding pressure in the period C, in which the engine is only for a sufficient flow of oil

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zu sorgen hat, um den bereits am Ende des Zeitraums B eingestellten Hydraulikdruck aufrechtzuerhalten. Die Füllung beginnt, sich zu dieser Zeit in dem Formhohlraum zu verfestigen. Es ist nun erforderlich, die nächste Materialfüllung vorzubereiten. Die Schnecke wird durch den Hydraulikmotor 7 in Bewegung versetzt. Die kurze Spitze des Ankerstroms zwischen dem Zeitraum C und dem nächsten Zeitraum D zeigt die Extraleistung an, die erforderlich ist, um die Schneckenrotation zu starten. Der Zeitraum D zeigt die Rotation der Schnecke mit konstanter Drehzahl, wenn sie a) frisches Material in den Zylinder zieht und b) die nächste Füllung plastifiziert bzw. weichmacht und homogenisiert. Anschließend wird die Formhalterung freigegeben und die Form geöffnet, so daß der geformte Gegenstand entfernt werden kann. Der kurze Leistungsstoß dafür ist durch E gekennzeichnet. Schließlich kehrt die Maschine wieder in ihren Bereitschaftszustand zurück, in welchem sie für den nächsten Zyklus bereit ist, wobei die Füllung für diesen Zyklus bereits während des Zeitraums D vorbereitet wurde.must ensure that the hydraulic pressure already set at the end of period B is maintained. The filling begins to solidify in the mold cavity at this time. The next filling of material is now required prepare. The screw is set in motion by the hydraulic motor 7. The short tip of the armature current between period C and the next period D indicates the extra effort required to achieve the Start screw rotation. The period D shows the rotation of the screw at constant speed if it a) fresh material is drawn into the cylinder and b) the next filling is plasticized or softened and homogenized. The mold holder is then released and the mold is opened so that the molded article can be removed can. The short power surge for this is indicated by E. Finally the machine returns to its ready state in which it is ready for the next cycle, with the filling for this cycle already was prepared during period D.

Im folgenden wird wieder Bezug auf Fig. 1 genommen. Während des Zeitraums D, in welchem sich die Schnecke in das zurückgezogenen Stellung befindet, erfüllt das in der Steuereinheit 1o gegebene Programm zwei Aufgaben. Erstens gestattet es, daß das Ankerstromsignal auf der Leitung E17 die Steuereinheit 1o erreicht und sie mit der Information bezüglich der Leistung versorgt, die von dem Motor über die Leistug E15¹ verbraucht wird. Zweitens sendet es ein Signal über die Leitung E27 zu dem Tor 27, öffnet das Tor, so daß das Signal auf der Leitung E17 über die Leitung E27· den Komparatoren 25 und 26 zugeführt wird. Das Programm führt diesen Komparatoren auch Signale von vorher festgelegten Pegeln, die der oberen und unteren Grenze des Ankerstroms entsprechen, über die Leitung E25 bzw. E 26 zu. Diese Grenzen werden durch das Ausmaß bestimmt, in welchem die Schmelztemperatur einfach dadurch gesteuert werden kann, daß die für das DrehenReference is again made to FIG. 1 below. During the period D in which the screw is in the retracted position, the program given in the control unit 1o fulfills two tasks. First, it allows the armature current signal on line E17 to reach the control unit 10 and provide it with the information relating to the power consumed ^{by the motor through power E15 1.} Second, it sends a signal on line E27 to gate 27, opens the gate so that the signal on line E17 is fed to comparators 25 and 26 via line E27. The program also supplies these comparators with signals of predetermined levels corresponding to the upper and lower limits of the armature current via lines E25 and E26, respectively. These limits are determined by the extent to which the melt temperature can be controlled simply by allowing for turning

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der Schnecke zugeführte Energie verändert wird. Immer dann, wenn das Ankerstromsignal auf der Leitung E17 anzeigt, daß die Schmelztemperatur außerhalb einer dieser vorliegenden Grenzen liegt, erzeugt der entsprechende Komparator ein Ausgangssignal auf der Leitung E25' oder E26', welches der Temperatursteuerung 24 zugeführt wird, um die Leistung zu ändern, die den Zylinderheizeinrichtungen 2a, 2b, 2c über die Leitung E2 zugeführt wird. Dies erfolgt zusätzlich zu jeder Änderung der Leistung ansprechend auf die Signale der Leitung E3 von dem Zylinderthermostaten E3. Da das Ankerstromsignal in der Leitung E17 den Schmelzzustand in diesem Zeitpunkt darstellt und das Signal in der Leitung E3 den mittleren Schmelzzustand über einen Zeitraum gesehen,der von der Wärmekapazität des Zylinders und des zugeordneten Gerätes bestimmt ist, darstellt, erscheint jede ernsthafte Abweichung von einem vorher gewählten Schmelzzustand als ein Signal aus dem einen oder der anderen Komparatoren, lange bevor es bei dem Signal in der Leitung E3 festgestellt wird. Es kann deshalb sofort anstatt später, was der Fall bei Verwendung des herkömmlichen Steuersystems der Fall wäre, eine Korrektur vorgenommen werden. Das herkömmliche System steuert zwar immer die Temperatur, kann jedoch nichts mit einer bloßen Änderung der Viskosität anfangen.the energy supplied to the screw is changed. Whenever the armature current signal on line E17 indicates that the melting temperature is outside one of these limits, the corresponding comparator generates a Output signal on line E25 'or E26' which is supplied to the temperature controller 24 to change the power given to the cylinder heaters 2a, 2b, 2c is supplied via line E2. This is done in addition to any change in power in response to the signals on line E3 from cylinder thermostat E3. Since the armature current signal in the line E17 the melting state in this Time represents and the signal in the line E3 seen the mean melting state over a period of time from the heat capacity of the cylinder and the associated device is determined, any serious deviation will appear of a preselected melting state as a signal from one or the other comparator long before it was at the signal in line E3 is detected. It can therefore be used immediately instead of later, which is the case when using the conventional tax system would require a correction to be made. The conventional system always controls the temperature, but cannot do anything with a mere change in viscosity.

Dadurch, daß die Schneckendrehzahl konstant gehalten wird, kann eine sehr kurzfristige Steuerung des Schmelzzustandes erreicht werden. Das Motordrehzahlsignal in der Leitung E18 wird durch die Steuereinheit 1o der Umformereinheit 15 über die Leitung E15¹ zugeführt, um die über die Leitung E15 dem Motor zugeführte Leistung so zu ändern, daß die gewünschte Drehzahl erreicht wird. Die tatsächliche Drehzahl wird im voraus auf der Basis des zu behandelnden Materials und möglicherweise auch unter Berücksichtigung von Erfahrungswerten gewählt werden. Wenn beispielsweise einmal eine gegebene Drehzahl gewählt worden ist, kann ein entsprechendes Bezugssignal in der Steuereinheit 1o eingestellt werden, welches Because the screw speed is kept constant, a very short-term control of the melt condition can be achieved. The motor speed signal in the line E18 is fed by the control unit 1o to the converter unit 15 via the line E15 ^{1 in} order to change the power fed to the motor via the line E15 so that the desired speed is achieved. The actual speed will be selected in advance on the basis of the material to be treated and possibly also taking into account empirical values. For example, once a given speed has been selected, a corresponding reference signal can be set in the control unit 1o, which

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mit dem Motordrehzahlsignal verglichen wird. Der Fehler wird für eine geeignete Korrektur der Energie verwendet, die dem Motor über den Umformer 15 zugeführt wird, der beispielsweise eine herkömmliche Versorgungseinheit der Thyristorbauweise sein kann. Wie vorstehend erläutert wurde, entspricht eine im wesentlichen konstante Schneckendrehzahl einem im wesentlichen konstanten Schmelzzustand. Vorausgesetzt,. daß die bei der Steuereinheit 1o programmierte Grundinstruktion genau gewählt ist, um annähernd die genaue Drehzahl für diesen gewünschten Schmelzzustand zu geben, können relativ kleine, kurzfristige Änderungen der dem Motor zugeführten Leistung verwendet werden, um Abweichungen von dem gewünschten Zustand zu korrigieren, d. h. durch Erhöhen oder Verringern der Reibungswärme des zu behandelnden Materials.is compared with the engine speed signal. The error is used for an appropriate correction of the energy given to the The motor is fed via the converter 15, which, for example, is a conventional supply unit of the thyristor design can be. As explained above, a substantially constant screw speed corresponds to one substantially constant melting state. Provided,. that the basic instruction programmed in the control unit 1o is accurate is chosen to give approximately the exact speed for this desired melting state, relatively small, Short-term changes in the power supplied to the engine are used to avoid deviations from the desired state to correct, d. H. by increasing or decreasing the frictional heat of the material to be treated.

Bevor das Material in dem Zylinder in den Formhohlraum gespritzt werden kann, muß aus diesem jeder vorher geformte Gegenstand entfernt werden und die Formhälften müssen miteinander verspannt werden. Die hydraulischen Anforderungen der Maschine ändern sich bei diesem Zustand beträchtlich. Das Signal auf der Leitung E17 zeigt dabei nicht länger den Schmelzzustand an. Dementsprechend ist die Steuereinheit so programmiert, daß das Tor 27 öffnet, so daß die Gesamtsteuerung auf das Programm zurückgeführt wird, das sich auf die hydraulischen Anforderungen der Maschine unmittelbar vor und während des Spritzens stützt. Wenn sich das Einspritzen des Materials in den Formhohlraum dem Abschluß nähert, öffnet die Steuereinheit das Tor 28 durch ein Signal auf der Leitung E28, wodurch das Signal auf der Leitung E17 längs der Leitung E28¹ zum Komparator 29 zurückgeführt wird, wo es mit einem vorher eingestellten Signal auf der Leitung E3o verglichen wird, welches einem Zielwert des Formhohlraumdrucks entspricht. Das Ausgangssignal des Komparaotrs 29 wird über die Leitung E29¹ zu der Steuereinheit 1o zurückgeführt. Während des Endabschnitts des Spritzens entsprichtBefore the material in the cylinder can be injected into the mold cavity, any previously shaped object must be removed from this and the mold halves must be clamped together. The hydraulic requirements of the machine change considerably in this condition. The signal on line E17 no longer indicates the melting state. Accordingly, the control unit is programmed to open gate 27 so that overall control is returned to the program based on the hydraulic demands of the machine just before and during spraying. As the injection of the material into the mold cavity nears completion, the control unit opens gate 28 by a signal on line E28, whereby the signal on line E17 is fed back along line E28 ¹ to comparator 29 where it is with a previously adjusted signal on line E3o is compared, which corresponds to a target value of the mold cavity pressure. The output signal of the comparator 29 is fed back to the control unit 1o ^{via the line E29 1.} Corresponds to during the final portion of the spraying

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der Anstieg des Ankerstroms dem Anstieg des Formhohlraumdruckes, was bereits anhand von Fig. 2 erläutert wurde, aus der zu ersehen ist, daß der Ankerstrom des Motors zu diesem Zeitpunkt schnell ansteigt, wenn das Steuersystem versucht, eine konstante Spritzgeschwindigkeit gegen den zunehmenden Rückdruck bzw. Reaktionsdruck aufrechtzuerhalten. Wenn das Signal auf der Leitung E8 anzeigt, daß der Spritzkolben sich dem Ende seines Vorwärtshubs nähert, ist die Steuereinheit so programmiert, daß sie das Tor 28 öffnet, so daß der Komparator 29 das so aus der Leitung E17 zur Leitung E28¹ geführte Signal mit dem vorher eingestellten Signal auf der Leitung E3o entsprechend dem Zielwert des Drucks in dem Formhohlraum vergleicht. Wenn dieser Wert erreicht ist, wird die Steuereinheit in den nächsten Teil ihres Programms geschaltet, bei welchem ein Abruf für die Verringerung des Motordrehmomentes erfolgt, um den Druck während des Zeitraums C gemäß Fig. 2 konstant zu halten. Dafür ist ein sehr geringer ölstrom erforderlich, so daß die Motordrehzahl während dieses Zeitraums C niedrig ist. Von diesem Punkt ausgehend wird das Signal auf der Leitung E17 daran gehindert, den Formhohlraumdruck zu steuern, bis der Zyklus wiederholt wird, der auf das Zurückziehen des Kolbens, das erneute Beschicken des Zylinders über den Trichter 9 während des Zeitraums, in welchem die Schnecke zurückgezogen ist und auf das öffnen der Form zum Entfernen des geformten Produktes folgt.the increase in the armature current corresponds to the increase in the mold cavity pressure, which has already been explained with reference to FIG. Maintain reaction pressure. When the signal on line E8 indicates that the injection plunger is nearing the end of its forward stroke, the control unit is programmed to open gate 28, so that comparator 29 includes the signal ^{thus carried from line E17 to line E28 1} the pre-set signal on line E3o corresponding to the target pressure in the mold cavity. When this value is reached, the control unit is switched to the next part of its program, in which a request is made to reduce the motor torque in order to keep the pressure constant during the period C according to FIG. A very low flow of oil is required for this, so that the engine speed is low during this period C. From this point on, the signal on line E17 is prevented from controlling the mold cavity pressure until the cycle is repeated which involves retracting the piston, reloading the cylinder via hopper 9 during the period in which the screw is retracted and follows the opening of the mold to remove the molded product.

Durch Verwenden des Ankerstromsignals auf der Leitung E17 und des Motordrehzahlsignals auf der Leitung E18 zu geeigneten Zeiten und für geeignete Zeiträume während des Formvorgangs ist es möglich, eine sehr enge Steuerung des Schmelzzustandes und des Formhohlraumdruckes auf einfache Weise zu erhalten, ohne daß herkömmliche Meßverfahren mit ihren beträchtlichen praktischen Nachteilen verwendet werden müssen. Wenn man einer Spritzgießmaschine ein elektrisches Steuersystem bekannter Bauweise (GB-PSn 1 3o4 172,Using the armature current signal on line E17 and the engine speed signal on line E18 at appropriate times and for appropriate time periods during the In the molding process, it is possible to have a very tight control of the melt state and the mold cavity pressure in a simple manner Manner without using conventional measuring methods with their considerable practical disadvantages have to. If an electrical control system of a known design (GB-PSn 1 3o4 172,

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1 345 142) und ein bekanntes hydraulisches Antriebssystem (DT-OS 2 263 797) gibt, ist es lediglich erforderlich, zusätzlich die Festkörper- bzw. Halbleitertore, die Komparatoren und die Schalter zusammen mit den Potentiometern zu geben, welche für die vorgewählten Bezugssignale sorgen, die den verschiedenen Grenzwerten der Drehzahl, der Temperatur und des Drucks entsprechen, da die Schaltungen und/oder die Zeitgebersignale, die für die Steuerung der zusätzlichen Schaltung erforderlich sind, bereits zur Verfügung stehen oder leicht als Folge des Normalbetriebs einer solchen Steuereinheit erhalten werden können. Das Anpassen des Steuerverfahrens der Erfindung bei einer so ausgerüsteten Spritzgießmaschine führt zu einer erheblich besseren Steuerung der Produktqualität unter dem Gesichtspunkt der Erzielung einer konstanten Dichte und eines konstanten Gewichtes. Dies wird erreicht, weil man eine konsistentere und genaue Steuerung des Schmelzzustandes ermöglicht und weil genau bestimmbar ist, wann die Form bis zu einem Zieldruck gefüllt ist, der anzeigt, daß ein genaues Materialvolumen in den Formhohlraum gespritzt worden ist.1 345 142) and a well-known hydraulic drive system (DT-OS 2 263 797), it is only necessary in addition the solid-state or semiconductor gates, the comparators and the switches together with the potentiometers which provide the preselected reference signals that correspond to the various limit values for speed and temperature and the pressure, as the circuits and / or the timing signals necessary for the control of the additional Circuit required, already available or easily as a result of normal operation of such Control unit can be obtained. Adapting the control method of the invention to one so equipped Injection molding machine leads to a much better control of product quality from the point of view of achieving a constant density and weight. This is achieved because you have more consistent and precise control the melting state and because it can be precisely determined when the mold is filled to a target pressure, the indicates that an accurate volume of material has been injected into the mold cavity.

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Claims

PATENT CLAIMS

experience a * "hydraulic to control the operation actuated injection molding machine with an electrical control system and a hydraulic drive variable speed operated by a variable speed DC motor whose Speed and torque through electrical signals from the control system directly corresponding to the hydraulic ones Requirements of the machine are varied during the injection cycle, characterized in that the armature current of the motor is measured in order to generate a corresponding armature current signal that the signal is fed to the electrical control system and that the signal is caused to be a primary controller the molding process at a preselected time and for a preselected period of time in the injection molding to effect a cycle.

2. The method according to claim 1, characterized in that that further the speed of the variable speed motor is measured to a corresponding To generate engine speed signal that the signal is fed to the electrical control system of the machine and that the signal is caused to change one primary control of the injection molding process to another predetermined time and for another predetermined period of time in the injection molding cycle cause.

3. The method according to claim 2, characterized in that the engine speed signal during the part of the Injection molding cycle is used during which the screw is in the retracted position, around that fed to the variable speed motor

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To control power so that the screw speed according to a kept substantially constant The melting state is kept essentially constant,

4. The method according to claim 3, characterized in that that the armature current signal continues during that part of the injection molding cycle in which the screw is is in the retracted position, can be compared with a pair of reference signals, which Upper and lower values of the armature current specified in advance corresponding to the upper and lower values Represent limits between which the control of the melting state solely by changing the for the Rotation of the power supplied to the screw can cause a temperature control signal to always be is generated when the armature current signal is outside of the range limited by the reference signals, and that the temperature control signal is supplied is to change the cylinder temperature in the direction due to which the melt viscosity between the limits mentioned is brought.

5. The method according to claim 1, characterized in that the armature current signal during the injection section of the injection molding cycle with an existing reference signal corresponding to a desired value of the mold cavity pressure is compared and that if the armature current signal is at least equal to the reference signal is, a signal is generated which is then fed to the electrical control system to the next Initiate stage of the injection molding cycle.

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6. Hydraulically operated injection molding machine with a hydraulic variable speed drive, having a variable speed DC motor and an electrical control system therefor, which is arranged so that the speed and torque of the engine directly correspond to the hydraulic Machine requirements can be changed during an injection molding cycle, indicated by Devices that can be actuated to measure the armature current of the motor and, based thereon, an armature current signal to generate, as well as by programming devices which are operable to generate the armature current signal cause a primary control of the machine at a preselected time and for a preselected period of time in the injection molding cycle.

7. Machine according to claim 6, characterized by means which can be actuated so that the speed of the engine is measured and that an engine speed signal is generated therefrom, as well as by a Program means which can be operated to cause the armature current signal, the primary controller of the machine at a different selected time and over a different selected period of time at that Execute injection molding cycle.

8. Machine according to claim 6, characterized in that the control system includes means for generating a predetermined reference signal corresponding to the desired value of a mold cavity pressure, a comparator device, which is operable to match the armature current signal with the reference signal during the Compares the injection stage of the injection molding cycle and generates an output signal when the armature current signal corresponds to the Reference signal is at least equal, as well as by means that are responsive to the output signal and so

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are operable to cause the control system to initiate the next step of the injection molding cycle.

9. Machine according to claim 7, characterized in that the control system comprises means which to the engine speed signal during the portion of the injection molding cycle in which the screw is is in the retracted state, respond and are operable so that the supplied to the engine Liestung is varied such that the speed is kept substantially constant.

1o. Machine according to Claim 9, characterized in that the control system includes means for generating a pair of predetermined reference signals corresponding to the upper and lower limits, respectively, between which the state of melting solely by changing the power supplied for rotating the worm can be controlled, a comparator device, the so is operable to link the reference signals to the armature current signal during the portion of the injection molding cycle compares at which the screw is retracted and generates a control signal when the armature current signal is outside the range limited by the reference signals, and devices which are responsive to the control signal and can be actuated so that the cylinder temperature of the engine can be changed in the direction in which the melting state is brought within the stated limits.

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L e eTs'e i t eL eTs'e i t e