DE3414596A1

DE3414596A1 - Verfahren und vorrichtung zum ueberwachen eines spritzgussvorgangs in einer spritzgussmaschine

Info

Publication number: DE3414596A1
Application number: DE19843414596
Authority: DE
Inventors: Hideo Mishima Shizuoka Banzai; Shigeru Numazu Shizuoka Fujita; Hirotoshi Numazu Shizuoka Watanabe
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1984-04-18
Publication date: 1984-10-31
Also published as: DE3414596C2; JPS59194822A; US4740148A; JPH0454570B2

Description

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10660 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha,Tokyo.Japan

Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Spritzgußvorgangs in einer Spritzgußmaschine.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum überwachen eines Spritzgußvorgangs in einer Spritzgußmaschine und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen des Einspritzhubs , wobei zumindest ein Detektor an der Spritzgußmaschine oder an einem Teil von dieser, beispielsweise einer Metallform , befestigt ist und von dem Detektor abgefragte Drücke oder Geschwindigkeiten mit einem Referenzwert verglichen werden, um beurteilen zu können, ob die Einspritzgeschwindigkeit oder der Druck, die weiterhin als Einspritzparameter oder Faktoren bezeichnet werden, optimal sind oder nicht.

Bei den meisten bekannten Überwachungsvorrichtungen wird ein gemessener Wert oder Druck, der von der Zeit abhängig ist, überprüft, um festzustellen, ob der gemessene Wert innerhalb eines zulässigen Bereiches zu einer voreingestellten Zeit liegt oder nicht. Zur Beurteilung der Wirksamkeit des Füllzustands während eines Füll- oder Einspritzhubs ist es notwendig, festzustellen, ob die Veränderungskurve des gemessenen Wertes mit der Kurve eines Referenzzustands übereinstimmt oder nicht, und es reicht nicht aus, den Einspritzparameter nur in einem vorgegebenen Punkt zu messen.

Als eine Lösung dieses Problems wurde von der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung ein Verfahren zur Beurteilung der Abweichung der Veränderungskurve des festgestellten Wertes von der Referenzkurve durch Vergleichen der Meßwerte in einer Anzahl von Abfragepunkten mit einem Zulässigkeitswert in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung 156663/ 1980 vorgeschlagen. Bei der Ausführung dieser Methode in der Praxis ergaben sich noch folgende Probleme. Da der Füllzustand sich unterschiedlich verändert, ist es nicht möglich, die Abfrageperiode vergleichbar mit einem spezifischen Zustand auszuwählen. Beispielsweise bilden die Wirksamkeit des Aufbaubereichs des Füllhubs und des Bereichs nahe dem Ende der Verdichtung wichtige Faktoren bzw. Parameter, die einen großen Einfluß auf die Qualität des Formprodukts haben. Da sich derartige Faktoren schnell ändern, ist es nicht möglich, falls die Abfrage nicht rasch erfolgt, die Füllzustände im Aufbaubereich und im Endverdichtungsbereich exakt zu erfassen. Jedoch kann an Zwisehenpunkten dieser Bereiche die Abfragegeschwindigkeit niedrig sein, da in diesen Punkten auch die Veränderung langsam erfolgt.

Wird eine Abfragefolge bzw. ein Abfragemuster für das zuvor beschriebene Muster des Füllhubs festgelegt und ändert sich die Einspritzgeschwindigkeit Qder der Preßdruck in dem Zwistehenbereich stark, so würde die Abfrageperiode groß, so daß es schwierig wird, die schnelle Veränderung in dem Zwischenbereich korrekt zu erfassen.

Zusätzlich ist bei der Auswahl der Kapazität einer Speichervorrichtung zu berücksichtigen, das diese andere Faktoren wie eine zu kurze Abfrage periode, einen Unterschied in den Abfr>agezahlen,

bewirkt durch die Differenz in der Füllzeit und eine Formarbeit , die eine lange Ausformzeit erfordert, erfassen soll ,so da3 eine Speichereinrichtung mit einem sehr großen Speichervermögen verwendet werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen des Spritzgußvorgangs einer Spritzgußmaschine so zu verbessern, daß der Füllhub der Spritzgußmaschine zur Beurteilung, ob der Einspritzhub zufriedenstellend ist oder nicht, in Übereinstimmung mit abgefragten Daten an verschiedenen Punkten entlang der Hubstrecke herangezogen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Überwachen eines Spritzgußvorgangs einer Spritzgußmaschine gelöst, wobei die Spritz.-gußparameter in einer Anzahl von Punkten in einem Füllhub festgestellt und die gemessenen Paramter in einer Anzahl von Punkten über einen gesamten Füllhub aufeinanderfolgend abgefragt werden, das sich dadurch auszeichnet, daß der Füllhub in eine Anzahl von Bereichen unterteilt wird und daß die in den einzelnen Bereichen gemessenen Parameter auf ihre Eigenschaft hin überprüft werden, ob sie zufriedenstellende Spritzgußprodukte liefern können oder nicht.

Die vorteilhafte Weiterführung des Verfahrens ergibt sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 6.

Eine Vorrichtung zum Überwachen einer Spritzgußroaschine zeichnet sich dadurch aus, daß zumindest ein Spritzgußparameterdetektor an einem Teil der

Spritzgußmaschine befestigt ist, daß eine Einheiteinen der durch den Detektor gemessenen Parameter auswählt, daß ein Speicher einen Referenzwert entsprechend den Parametern auswählt, die zufriedenstellende Pr odukte ergeben, daß eine Einrichtung den Referenzwert von einem Abfragewert der gemessenen Parameter für 3eden Bereich subtrahiert, der durch Unterteilen eines Einspritzhubs der Spritzgußmaschine in mehrere Bereiche., entsteht, daß Einrichtungen , die von der Subtraktionseinrichtung erhaltenen Differenzen für die entsprechenden Bereiche aufsummieren, daß Einstelleinrichtungen zum Einstellen der zulässigen Werte für die entsprechenden Bereiche und eine Alarmeinheit für die Abgabe eines Alarmsignals vorhanden sind, wenn die von den Summiereinrichtungen erhaltenen Werte die zulässigen Werte übersteigen.

Mit der Erfindung werden in vorteilhafter Weise ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen des Einspritzhubs einer Spritzgußmaschine zur Verfugung gestellt, wobei ein Einspritzhub in eine Anzahl von Bereichen unterteilt ist, beispielsweise einen ersten Bereich.zum Beurteilen der Charakteristik im Aufbaubereich des Einspritzhubs, einen dritten Bereich am Ende oder nahe vor der Beendigung des Füllvorgangs , einen zweiten Bereich zwischen dem ersten und dritten Bereich und einen vierten Bereich, der dem zweiten Bereich folgt, und in dem der Einspritzdruck aufrechterhalten wird, um den Veränderungszustand , ansprechend auf die Startfülloperation festzustellen , den Verdichtungszustand, die augenblickliche Viskosität des Preßharzes oder Preßkunststoffes, festgelegt durch die Gießtemperatur, und dergleichen mehr.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der einzigen Zeichnung näher beschrieben, die ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Überwachen einer Spritzgußmaschine zeigt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,

wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, besteht aus einer Spritzgußmaschine 11, die einen Einspritzzylinder 12, einen Spindelkolben 13, einen Heizzylinder 14 , eine Metallform 15 und Detektoren 16 , 17, 18 und 19 umfaßt, die auf dem Einspritzzylinder 12 und sonstigen Teilen der Spritzgußmaschine befestigt sind, um den Einspritzdruck, die Einspritzgeschwindigkeit , den Harzdruck und dergl. zu messen. Insbesondere misst der Detektor 16 den Öldruck im Einspritzzylinder 12, der Detektor 17 hat die Gestalt einer Magnetskala und wird dazu verwendet, um die Einspritzgeschwindigkeit oder eine zurückgelegte Wegstrecke des Preßdruckkolbens zu messen und die Detektoren 18 und 19 messen den Druck des geschmolzenen Harzes in dem Heizzylinder 14 bzw. in der Metallform .

Eine Detektorübertragungseinrichtung 20 umfaßt einen übertragungsschalter 21 und einen A/D-Wandler 22 und dient dazu, einen der Detektoren 16 bis 19 in Übereinstimmung mit einem Übertragungssignal auszuwählen, das später noch beschrieben werden wird, um einen ausgewählten Wert während des Fftllhubs einem Überwachungssystem 23 zuzuführen.

Dieses Überwachungssystem umfaßt eine Speicherschaltung 24, die aus einem Datenspeicher 25 und einem Referenzwertspeicher 26 besteht. Wenn die Bedienungsperson der Spritzgußmaschine 11 zu der Beurteilung gelangt, daß die in dem Datenspeicher 25 gespeicherten Daten als ein Referenzwert verwendet werden können, um zufriedenstellende Spritzgußprodukte zu er-

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halten, wird sie einen nicht gezeigten Knopf eines Einstellers 28 drücken, der Bestandteil einer Signalgeneratoreinheit 27 ist. Es erzeugt dann ein Signalgenerator 29 der Signalgeneratoreinheit 27 ein Einstellsignal EN für einen Referenzwert, das einen in dem Datenspeicher 25 gespeicherten Wert zu dem Referenzwertspeicher 26 überträgt, wo dieser Wert als ein Referenzwert Xo wirkt. Des weiteren ist eine Rechnungsschaltung 30 vorhanden, die aus einer Subtraktionseinrichtung 31 und einem Rechner 32 besteht. Nachdem der Referenzwert Xo an den Referenzwertspeicher 26 übertragen wurde, vergleicht die Subtrakti ons einrichtung 31 den Referenzwert Xo mit einem in dem Datenspeicher 25 gespeicherten Wert X, und berechnet eine Differenz X -Xo. Wird der Druckknopf des Einstellers 28 gedrückt, so erzeugt der Signalgenerator 29 ein Detektorwahlsignal SEL , das dem Rechner 32 zusammen mit einem Taktpuls CL und den Ausgangssignalen der Einstelleinrichtungen 33 und 34 zugeführt wird, die auf eine Anzahl von unterteilten Bereichen und auf die Zahl der Abfragen für einen Hub eingestellt sind, um die Füllzeit zu berechnen. Wenn der Rechner 32 die Zeitspanne und die Anzahl der Abfragen in Übereinstimmung mit der Füllzeit bestimmt, werden diese einer Daten übertragungseinrichtung 35 als übertragungssignal CH zugeleitet. Die Aufgabe der Datenübertragungseinrichtung 35 besteht darin, die Differenzen X - Xo , berechnet von der Subtraktionseinrichtung 31 für bestimmte Bereiche in Übereinstimmung mit dem von dem Rechner 32 ausgegebenen übertragungssignal CH zu akkumulieren und zu verteilen, beispielsweise für den Aufbau - und Beendigungsbereich und für den Zwischenbereich des Füllhubs.

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Eine Vergleichs/Beurteilungsanordnung 36 besteht aus Addierern 37a, 37b und 37c zum Aufsummieren der Differenzen X-Xo von der Datenübertragungseinrichtung 35 für die entsprechenden Bereiche, beispielsweise drei Bereiche im vorliegenden Ausführungsbeispiel, Zulässigkeitswert- Einstelleinrichtungen 38 a, 38b und 38c, in denen jeweils akkumulierte zulässige Werte vorgegebener Höhe bestimmter Bereiche gespeichert sind und Komparatoren 39a, 39b und 39c , welche die zugehörenden eingestellten Werte in den Zulässigkeitswert- Einstelleinrichtungen 38a bis 38c mit den Ausgängen der Addierer 37a bis 37c vergleichen. Zeigt das Ergebnis des Vergleichs, daß der akkumulierte Wert den zulässigen Wert überschreitet , so geben die Komparatoren 39a bis 39c Alarmsignale ab. Jeder der Zulässigkeitswert - Einstelleinrichtungen wird mit einem zulässigen Wert SET und mit einem Rückstellsignal CLR beaufschlagt, das von dem Signalgenerator 29 erzeugt wird.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt. Wird der Druckknopf des Einstellers 28 gedrückt, so erzeugt der Signalgenerator 29 einen Taktpuls CL, um mit der Zählung der Einspritzhubzeit zu beginnen. Das Sensorübertragungssignal SEL, gleichfalls von dem Signalgenerator erzeugt, betätigt den Übertragungsschalter 21, um einen der Detektoren 16 bis 19 auszuwählen, um den Hub entsprechend einem vorgegebenen Modus abzufragen. Der abgefragte oder gemessene Wert wird in das Überwachungssystem 23 eingespeist. Gelangt die Bedienungsperson zu der Beurteilung, daß die in dem Datenspeicher 25 gespeicherten Daten als ein Referenzwert verwendet werden können, so drückt die Bedienungsperson neuerlich den Knopf des Einstellers 28 , um ein Einstellsignal EN für den

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Referenzwert durch den Signalgenerator 29 zu erzeugen. Das Signal EN wird in den Datenspeicher 25 eingespeist, um Daten aus dem Datenspeicher 25 in den Referenzwertspeicher 26 zu übertragen,um dort als ein Referenzwert Xo zu wirken. Nach dem Einstellen des Referenzwertes Xo werden sämtliche von den Detektoren gemessenen Werte der Subtraktionseinrichtung 31 zugeführt, um die Differenzen X-Xo zu berechnen. Gleichzeitig erzeugt der Signalgenerator 29 ein Detektorwahlsignal SEL , das dem Rechner 32 eingespeist wird, um ein Üb er tragungs signal CH zu erzeugen, das der Datenübertragungseinrichtung 35 zugeführt wird, die gleichzeitig das Differenzsignal X-Xo korrespondierend zu dem mittels des Übertragungsschalters 21 ausgewählten Detektor empfängt.

Die Ausgänge der Datenübertragungseinrichtung 35 werden durch die Addierer 37a bis 37c aufsummiert. Die Ausgänge der Addierer 37a bis 37c gelangen an die Komparatoren 39a bis 39c zusammen mit den Ausgängen der Zulässigkeitswert- Einstelleinrichtungen 38a bis 38c. Wenn die aufsummierten Werte, die von den Addierern 37a bis 37c ausgegeben werden, die eingestellten Zulässigkeitswerte überschreiten, l.iefern die Komparatoren 39a bis 39c Alarmsignale an eine Alarmeinheit.

Wie zuvor in Zusammenhang mit der Erfindung erwähnt wurde, ist es möglich, die Anzahl und die Zeitspanne zum Abfragen in jedem Bereich des Einspritzhubs zu bestimmen, wodurch die nachfolgend aufgelisteten Vorteile erzielt werden.

(1) Es ist möglich, eine Anzahl von Faktoren durch Verwendung eines Signals zu beurteilen, das von einem Detektor erzeugt wird, der sowohl für einen ersten Bereich zum Beurteilen der Aufbaucharakteristik während des FüllV.organgs , einen dritten Bereich am Ende oder nahe dem Ende des Füllvorgangs , einem zweiten sogenannten Zwischenbereich und einem vierten , dem zweiten Bereich folgenden Bereich , in welchem der Druck aufrecht erhalten wird, vorhanden ist, um so den Einspritzhub zu überwachen.

(2) Im ersten Bereich ist es möglich, den Veränderungszustand ansprechend auf die Startfülloperation , zu erfassen.

(3) Im dritten Bereich ist es möglich, einen Verdichtungszustand, bestimmt durch die Reproduzierbarkeit der Fülloperation , zu beurteilen.

(4) Um zweiten Bereich ist es möglich, die augenblickliche Viskosität des eingespritzten Preßharzes oder Preßkunststoffes zu erfassen, bestimmt durch die Schmelztemperatur und die Schmelzmenge.

(5) Im vierten Bereich ist es möglich, die Betriebsstabilität des Verdichtungs- und des Preßdrucks aufrechterhaltenden Hubs festzustellen.

(6) Ferner ist es möglich, ein praktikables Überwachungssystem durch Kombination der Beurteilung von Daten, die durch Abfragen einer Anzahl von Punkten erhalten werden, der Unterteilung des Einspritzhubs in eine Anzahl von Bereichen und durch den Vergleich der in den entsprechenden Bereichen gemessenen Daten, zu erhalten.

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Anstelle der Unterteillang des Einspritzhubs in drei oder vier Bereiche , kann dieser auch in eine größere Anzahl von Bereichen unterteilt werden. Ebenso ist es selbstverständlich, daß anstelle des Aufsummierens einer Differenz X-Xo ,der Absolutwert oder der Mittelwert der Differenz aufsummiert werden kann«

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Claims

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Parkstraße 13
6000 Franlämi a. M. 1

Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha , Tokyo,Japan

Patentansprüche

Verfahren zum Überwachen eines Spritzgußvorgangs

Spritzgußmaschine, wobei die Spritzgußparameter in einer Anzahl von Punkten in einem Füllhub festgestellt und die gemessenen Parameter in einer Anzahl von Punkten über einen gesamten Füllhub aufeinanderfolgend abgefragt werden,

dadurch gekennzeichnet,
daß der Füllhub in eine Anzahl von Bereichen unterteilt wird und daß die in den einzelnen Bereichen
gemessenen Parameter auf ihre Eigenschaft hin überprüft werden, ob sie zufriedenstellende Spritzgußprodukte liefern können oder nicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß zu den Spritzgußparametern der Druck des einem
Preßdruckzylinder der Spritzgußmaschine zugeführten Drucköls, die Einsplritzgeschwindigkeit, der Druck
eines Formpreßkunststoffteils in einem Heizzylinder der Spritzgußmaschine und der Druck eines Formpreßkunststoff teils in einer Metallform zählen.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Abtasten bzw.Abfragen der Parameter mit einer Abtastperiode ausgeführt wird, die für jeden einzelnen Bereich vorbestimmt ist.

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4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstrecke unterteilt ist in einen ersten Bereich zum Überwachen einer Aufbau-Charakteristik zu Beginn der Füllstrecke, einen dritten Bereich

zum Überwachen eines Verdichtungszustandes bei der oder nahe der Beendigung des Füllhubs und einen zweiten Bereich zwischen dem ersten und dritten Bereich.
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5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß ein vierter Bereich vorhanden ist, in dem der Druck des Formpreßkunststoffteils in einem Heizzylinder der Spritzgußmaschine gemessen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß einer der gemessenen Parameter, der ein zufriedenstellendes Spritzgußprodukt ergibt, als ein Referenzwert ausgewählt wird, daß dieser Referenzwert von jedem der aufeinanderfolgend abgetasteten Parameter subtrahiert wird, um Differenzen zu erhalten, die für Jeden Bereich aufsummiert werden und daß ein Alarmsignal abgegeben wird, wenn einer der aufsummierten Werte einen zugehörigen zulässigen Wert überschreitet.
7.· Vorrichtung zum Überwachen einer Spritzgußmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Spritzgußparameterdetektor (16; 17, 18 oder 19) an einem Teil der Spritzgußmaschine (11) befestigt ist, daß eine Einheit (21) einen der durch den Detektor gemessenen Parameter auswählt, daß ein Speicher (26) einen Referenzwert entsprechend den Parametern auswählt, die zufriedenstellende Produkte ergeben, daß eine Einrichtung (31) den

Referenzwert von einem Abfragewert der gemessenen Parameter für Jeden Bereich subtrahiert, der durch Unterteilen eines Einspritzhubs der Spritzguß maschine in mehrere Bereiche entsteht, daß Einrichtungen (37a, 37b, 37c) die von der Subtraktionseinrichtung erhaltenen Differenzen für die entsprechenden Bereiche aufsummieren, daß Einstelleinrichtungen (38a, 38b, 38c) zum Einstellen der zulässigen Werte für die entsprechenden Bereiche und eine Alarmeinheit für die Abgabe eines Alarmsignals vorhanden sind, wenn die von den Summiereinrichtungen erhaltenen Werte die zulässigen Werte übersteigen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Subtraktionseinrichtung (31) und den Summiereinrichtungen (37a, 37b, 37c) eine Datenübertragungseinrichtung (35) geschaltet ist, daß ein Rechner (32), ansprechend auf die Anzahl von Bereichen und die Abfragezahl eine Füllzeit berechnet, um eine Zeitspanne und die Zahl von Abfragen korrespondierend zu dieser Füllzeit zu bestimmen und ein Übertragungssignal erzeugt, das diese Zeitspanne und die bestimmte Abfragezahl wiedergibt und daß eine Einrichtung das Übertragungssignal der Datenübertragungseinrichtung (35) zuführt.