DE2531966A1

DE2531966A1 - Verfahren und vorrichtung zur produktkontrolle an kunststoffverarbeitungsmaschinen

Info

Publication number: DE2531966A1
Application number: DE19752531966
Authority: DE
Inventors: Klaus Kalwar
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-17
Filing date: 1975-07-17
Publication date: 1977-01-20
Also published as: DE2531966B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Produktkontrolle an Kunststoffverarbeitungsmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Produktkontrolle an Kunststoffverarbeitungsmaschinen.
Zur Verarbeitung von Kunststoffen werden Spritzgußautomaten bzw. Extruderanlagen benutzt, denen das Kunststoffmaterial in Pulver- oder Granulatform zugeführt wird. Durch Ervzarmung wird innerhalb der Verarbeitungsmaschine das Kunststoffmaterial in einen plastischen Zustand gebracht und mittels Schnecken oder Kolben durch Formwerkzeuge gepreßt. Die aus den Formwerkzeugen austretenden Folien oder Formkörper bilden nach der Abkühlung die Endprodukte der Verarbeitungsmaschine.
Eine bisher übliche nachtrcigliche Kontrolle der Endprodukte stellt nur den Fehler fest und unterbindet nicht den fehlerhaften Betrieb der Verarbeitungsmaschine. Je nach dem U!if&ng der Ausstoß leistung der Verarbeitungsmaschine und entspre chend dem Kontrollrhythmus können bei dieser Art der Kontrolle erhebliche Verluste an Rohstoff und Energie sowie Qualit<-itseinbußen des Fertigproduktes entstehen.
Eine kontinuierliche Kontrolle durch den Menschen dürfte in kontinuierlichen Produktionsprozessen nicht durchzuführen sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verahren und eine Vorrichtung zur Produktflkontrolle an Kunststoffverarbeitungsmaschinen zu entwickeln,mit dem die Produktkontrolle kontinuierlich durchgeführt werden kann und Abweichungen vom Sollwert des Produktes zur Behebung der Fehler im Arbeitsablauf der Maschine benutzt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rohstoffdurchsatz in Gewicht pro Zeiteinheit kontinnierlich oder diskontinuierlich über Meßgeräte erfaßt und mit einer vorgegebenen Sollwertangabe des Produktausstoßes in digitaler Meßauswertung verglichen und das Ergebnis zu egelzwecken im Produktionsprozeß der Verarbeitungsmaschine wieder verwandt wird.
Über den tatsächlichen Durchsatz an Rohstoff und den vorgegebenen Erwartungswert an Ausstoß des Endproduktes findet ein sog. So ll-Ist-Wert-Vergleich in Kilogramm pro Zeiteinheit statt.
Aufgrund der Marktforderung wird das Gewicht eines herzustelllenden Kunststoffproduktes gemäß seiner Geometrie und seinen Dimensionen rechnerisch ermittelt. Da die Ausstoßleistung, d.h. die Produktionsgeschwindigkeit der Verarbeitungsmaschine einstellbar ist, kann somit auch der Gesamtdurchsatz des Rohstoffes pro Zeiteinheit, z.B. pro Minute, der der Verarbeitungsmaschine zugeführt wird, ermittelt werden.
Um die Sollwerte des Produktes und der Leistung der Maschine mit dem Ergebnis der Durchsatzmessung in der Rohstoffzugabe vergleichen zu können, ist in dem Rohstoffzuftihrsystem eine Messung des Durchsatzes vorgesehen. Zu diesem Zweck kann eine kontinuierliche Inhaltsänderung zwischen mindestens zwei in einem definierten Abstand angeordneten Meßpunkten erfaßt werden, mit denn die Volumensanderung innerhalb einer bestimmten cit an einem definierten Volumen festgestellt wird.
Solche eine Messung findet im Meßkreis kontinuierlich statt.
Sinne diskontinuie#iche Messung kann durch in Tasten durchgere W$#gungenvollzogen werden, und zwar dadurch, daß ein Wiegesystem in die Rohstoffzufuhr eingebaut wird, das Ge-Wichtseinheiten pro Zeiteinheit feststellen kann.
Ds Ergebnis des Durchsatzes an Rohstoff in einer bestimmten Zeiteinheit wird mit dem Solldurchsatz verglichen. Im Falle einer Differenz werden aus dieser Differenz Regelfunktionen ausgelöst, die den Produktionsprozeß in das optimale wirtschaftliche Gleichgewicht bringen.
Die rechnerische Sollwertvorgabe durch das Endprodukt ist durch Anordnung geeigneter Meßwertaufnehmer, die vor allem eine Dimensionskontrolle am Endprodukt vornehmen, ebenfalls im Soll-Ist-Wert-Vergleich auswertbar.
Um die Regelung bzw. die Auswertung von Meßdaten verzerrungs-und verlustfrei umsetzen zu können, werden sämtliche Meßdaten, die gewöhnlich im analogen Verhältnis anfallen, in digitale Impulse umgesetzt und zurRegelzwecken bzw. betriebswirtschaftlicher Auswertung verwandt.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemßen Vorrichtung sind zeichnerisch dargestellt und werden im folgenden beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 ein Kunststoffverarbeitungsmaschine mit zugeordneten Meß- und Regelvorrichtungen in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine Extruderanlage, bei der in der Rohstoffzuführung ein Wiegesystem vorgesehen ist, Fig. 3 in schematischer Darstellung eine Extruderanlage, bei der dem Rohstoffzufuhrbehälter zwei Meßwertaufnehmer zugeordnet sind.
In der Fig. 1 ist eine Kunststoffverarbeitungsmaschine 1 schematisch dargestellt, der über die Funktionslinie 2 Energie zugeführt wird. Die Funktionslinien 3 zeigen den Produktionsprozeßverlauf. In der Position 4 wird dem Prozeß Rohstoff zugeführt, der in einem Durchsatzmeßsystem 5 in Kilogramm pro Zeiteinheit erfaßt wird. Ein Behälter 6 dient als Speicher, aus dem die Verarbeitungsmaschine 1 mit Rohstoff versorgt wird.
Das Endprodukt wird in dem Teil 7 gesammelt, gewickelt odera auf ähnliche Weise gespeichert.
Uber ein Meßauswert- und Regelsystem werden verschiedene Meßdaten ermittelt und gemäß den Funktionslinien mit ihren Pfeilrichtungen finden Steuerfunktionen statt. Dem Meßsystem wird über die Funktionslinie 8 Energie zugeführt. In der Sollwertvorgabe 9 eines Prozeßrechners werden feste Faktoren, die aus der Eigenschaft und der gewünschten Dimension eines zu fertigenden Produktes gemäß Position 1 ermittelt werden, eingeben. Die variable Größe der Produktions- bzw. Ausstoßgeschwindigkeit des Fertigproduktes wird ebenfalls zur Produktbildung der Sollwertvorgabe in dem zuvor erwähnten Prozeßrechner gespeichert. Gleichfalls können Betriebskennzahlen aus der Betriebs abrechnung 11 in die Sollwertvorgabe eingegeben werden.
Das Ergebnis zwischen der Sollwertvorgabe 9 und den tatsächlichen ISt-Werten wird in der Meßwertauswertung 12 verarbeitet und verglichen. Daraus ergeben sich notwendige Funktionen, die über einen Regelverstnrker 13 in den Prozeß an den Positionen 4,1 und 7 wieder eingreifen und somit optimale Prozeß situationen sicherstellen. Das Ergebnis der Meßwertausweritung kann gleichzeitig zum Soll-Ist-Wert-Vergleich von Betriebskennzahlen der Position 11 wieder zugeführt werden.
Bei der Anlage nach der Fig. 2 wird einem Extruder 14 Rohstoff über einen Behälter 15 zugeführt. Bevor der Rohstoff in diesen Behälter gelangt, läuft es in Takten über ein Wiegesystem 16.
Damit eine einwandfreie Wägung durchgeführt werden kann, sind sowohl innerhalb der Waage als auch in einem Vorbehälter Drosseln, Klappen oder ähnliche Hilfsmittel 17 angebracht. Die Rohstoffzufuhr findet über ein Teil 18 statt. Im Extruder 14 wird der Kunststoff plastifiziert und das Produkt aus einem Formwerkzeug 19 in Form von Folien oder Körpern 20 herausgefördert und einem Speicher 21 zugeführt. In dem Speicher findet wiederum eine Messung des vorgegebenen Sollwertes bzw. ein Soll-Ist-Wert-Vergleich statt. Dabei ist es möglich, den Speicher 21 auf einem Wägesystem 22 mit seiner kontinuierlichen oder diskontinuierlichen eder Gewichtszunahme zu erfassen. Die jeweiligen Meßwerte 23 und 24 werden in dem Meßdatenverwertungssystem 25 zu Regelfunktionen und zur Funktionsdarstellung für Bedienende verarbeitet.
Fig. 3 zeigt ebenfalls eine Anlage mit einem Extruder 14 und einem Rohstoffzufuhrbehälter 15. An diesem RdBtoffzufuhrbehälter sind mindestens zwei Meßwertauf nehmer 96 angeordnet. Ebenfalls ist eine Drosselklappe 17 und die Materialzufuhr über ein Teil 18 vorgesehen. Bei dieser Anlage wird die kontinuierliche zeitliche änderung des Volumens zwischen den beiden Meßpunkten 26 gemessen, die einem Kilogrammdurchsatz pro Zeiteinheit der Maschine gleichkommt. Die gefertigten Folien oder Körper 20 werden über geeignete Meßwertauf nehmer, wie Dickenmeßgeräte, Gewichtserfassung über Dehnungsstreifen oder Kraftmeßdosen, Dimensionskontrollen in der Position 27 erfaßt, bevor sie in den Speicher21 gelangen. Die Ergebnisse von 27 und 26 werden gleichfassl einem Meßdatenverwertungssystem 25 zur Regelfunktion und zur Funktionsdarstellung für Bedienende zugeführt.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Produktkontrolle an Kunststoffverarbeitungsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohstoffdurchsatz in Gewicht pro Zeiteinheit kontinuierlich oder diskontinuierlich über Meßgeräte erfaßt und mit einer vorgegebenen Sollwertangabe des Produktausstoßes in digitaler Meßauswertung verglichen und das Ergebnis zu Regelzwecken im Produktionsprozeß der Verarbeitungsmaschine wieder verwandt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche analogen Meßwerte bzw. Meßdaten und Sollwertangaben für einen Produktionsprozeß in Impulse digita'isiert werden und in Form von Prozeßrechnungen zur Regelung und betriebswirtschaftlicher Datenverarbeitung verwendet werden.

Vorfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Produktionskontrolle mit Meßwertaufnehmern, wie Dickenmeßgeröten, Geschwindigkeitsmeßgeräten, Temperaturmeßgeräten, Kraftmeßaereten, Breitenmeßgeräten bzw. Formmeßgeräten und dergleichen vorgenommen wird und der ermittelte Ist-Wert mit der rechnerischen Soll-Wertvorgabe verglichen und ins Verhaltnis zum Durchsatz des Rohstoffmaterials gesetzt wird, und daß bei Abweichungen des Soll-Ist-Wert-Vergleiches sowohl gegenüber dem Durchsatz als auch gegenüber der rechnerischen Sollvorgabe über die Meßwertauswertung Korrekturfunktionen bzw.

Signalanzeigen ausgelöst werden.

LI. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rohstoffzufuhr der Verarbeitungsmaschine ein Wiegesystem für intermittiercnden Betrieb angeordnet ist, dessen Einzelwägungen zur Bestimmung des Rohstoffdurchsatzes pro Zeiteinheit geziihlt werden, wobei aus den Einzelifgungen in einer definierten Zeit das Gesamtgewicht gebildet wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz an Rohstoffmaterial durch Messung der Zeit, die für die Änderuna eines Volumeninhaltes zwischen mindestens zwei Meßpunkten benötigt wird, ermittelt wird, wobei diese Meßpunkte dem Rohstoffbehälter, der direkt an der Verarbeitungsmaschine ånoe bracht ist, zugeordnet oder außerhalb der Verarbeitungsmaschine in einem Zwischenspeichersystem angebracht sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Prozeßrechner aufgrund des gewünschten Fertigproduktes zunächst feste Faktoren, die physikalischen und geometrischen Dimensioneeigenschaften des Fertigproduktes sowie der variable Faktor der Produktionsgeschwindigkeit zum Soll-Ist-Wcrtvergleich mit dem Rohstoffdurchsatz eingebbar ist.