DE3545360C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum aufsichtsarmen oder aufsichtsfreien Herstellen von Formteilen aus Kunststoff oder dgl. durch Spritzgießen, mit einer Spritzgießmaschine aus Förderschnecke, Spritzdüse mit einem Spritzdüsenkörper und Werkzeug, zugehörigen Versorgungs- und Entsorgungseinrichtun­ gen für Rohmaterial einerseits und Fertigteile andererseits sowie mit entsprechenden Steuer- und Überwachungseinrichtun­ gen, bei der mittels eines Drucksensors innerhalb des Spritz­ düsenkörpers mit Durchflußkanal und Einspritzkanal Druckwerte gemessen und ausgewertet werden, wobei zur Qualitätskontrolle der Fertigteile während jedes einzelnen Spritzvorgangs ein Druckverlauf erfaßt und die Druck-Zeit-Kennlinie des einzelnen Spritzvorganges mit einer vorher ermittelten Gutteilkurve ver­ glichen wird.

Spritzgießmaschinen bestehen üblicherweise aus einem beheiz­ baren Zylinder mit rotierender und längsbeweglicher Förder­ schnecke, in der das automatisch zugeführte Kunststoffgranu­ lat durch Außenwärmen und durch Friktion aufgeschmolzen wird. Anschließend erfolgt der Preßvorgang, bei dem der plastische Kunststoff unter hohem Druck durch die Spritzdüse in eine Werkstofform gedrückt wird. Nach dem Erstarren wird die Form geöffnet und das so gefertigte Formteil entnommen, wobei nach Entfernen der Angüsse und eventuell vorhandener Grate unmit­ telbar die Fertigkteile vorliegen.

In der Zeitschrift "Kunststoffe" 73 (1983) 4, Seiten 170 bis 176 wird bereits über Fortschritte der Automation bei Spritz­ gießmaschinen berichtet, bei der insbesondere die einzelnen Fertigungsparameter beim Spritzgießen erfaßt und als Steuer­ signale für die Prozeßvariablen verwendet werden. Weiterhin wird in der Zeitschrift "Kunststoffe" 74 (1984) 8, Seite 439 darauf hingewiesen, daß qualitätsbestimmende Prozeßgrößen, wie der zeitliche Verlauf von Hydraulikdruck, Werkzeuginnendruck, Einspritzgeschwindigkeit und Schneckenposition als Idealkurven in einem Prozessorsystem abgespeichert werden können und ein diesen Kurven überlagertes Toleranzfeld vorgegeben wird. Letz­ teres dient als Grenzwertbereich für die Qualitätsüberwachung, wobei jede Abweichung über das Toleranzfeld hinaus registriert wird und ein Signal verursacht, das zu einer vollautomatischen Ausschußselektierung über ein Entnahmegerät, Förderband oder Ausfallrutsche verwendet werden kann.

Speziell in der DE-OS 22 05 044 wird darüber hinaus eine Kon­ trollvorrichtung für plasteverarbeitende Spritzgießmaschinen beschrieben, bei der vor der Schnecke ein Druckwertgeber ei­ nerseits und ein Temperaturmeßwertgeber andererseits vorhanden ist.

Von einem voll geregelten Fertigungsablauf beim Spritzgießen abgesehen ist man weiterhin bemüht, den Fertigungsausstoß so zu verbessern, daß einerseits ein aufsichtsarmer Betrieb bei der ersten und zweiten Schicht und andererseits auch ein auf­ sichtsfreier Betrieb bei einer sogenannten "Geisterschicht" realisiert werden kann. Insbesondere zur Gewährleistung des aufsichtsfreien Schichtbetriebes ist es aber notwendig, daß die Spritzgießmaschinen automatisch mit Granulat als Rohstoff versorgt, die gespritzten Teile und Anspritzlinge aus der Ma­ schine automatisch entnommen und abtransportiert werden, wobei die Qualität der Spritzgießprodukte lückenlos erfaßt werden muß.

Aus der Veröffentlichung "Fortschritt-Berichte der VDI-Zeit­ schriften" Reihe 5, No. 33 (Dez. 1977), mit der Bezeichnung "Rheometrische Untersuchungen am System Polivinylchlorid- Weichmacher" sogenannte Geradeaus-Spritzköpfe bekannt, welche eine Schlitzdüse aufweisen können. Dabei sind über die Schlitzdüse verteilt mehrere Druck- und Temperatursensoren angebracht, um längs der Schlitzdüse den Druck- und Tempera­ turverlauf zu erfassen. Das Spritzgießen und eine Prozeßkon­ trolle beim Spritzgießen sind in diesem Zusammenhang nicht an­ gesprochen.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, die vom Stand der Technik bekannte Anlage zum Spritzgießen so zu verbessern, daß der gemessene Druck als signifikanter Spritzgießparameter aus­ wertbar und reproduzierbar erfaßbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spritzdüsenkörper ein Ansatzstück für den Drucksensor aufweist und daß die Stirnfläche des Drucksensors formschlüssig dem Durchflußkanal angepaßt ist, wobei der Querschnitt des Durch­ flußkanals im Bereich des Ansatzstückes quadratisch oder rechteckig ist, so daß eine Messung des Druckes unmittelbar an der Eintrittsstelle des flüssigen Kunststoffes in den Ein­ spritzkanal ermöglicht wird, und wobei das Ansatzstück zwi­ schen dem Durchflußkanal und dem Einspritzkanal angeordnet ist. Vorzugsweise ist dabei der Spritzdüsenkörper einschließ­ lich Drucksensor ein Austauschteil.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage kann die Überwachungseinrich­ tung einen Mikroprozessor mit zugehörigem Speicher aufweisen, der Mittel zur Vorgabe von abschnittsweisen unterschiedlichen Toleranzbereichen beinhaltet. Die Mittel sind dafür insbeson­ dere zur Vorgabe von kontinuierlich variierbaren Toleranzbe­ reichen ausgebildet.

Gemäß der Erfindung wird insbesondere durch die geometrische Ausbildung der Spritzdüse erreicht, daß der Druckmeßwert als signifikanter Spritzgießparameter in der Überwachungseinrich­ tung ausgewertet werden kann. Bei den in obiger Dokumentation "Fortschritt - Berichte . . ." verwendeten Spritzköpfen mit Schlitzdüse sitzt zwar der Drucksensor mit seiner Stirnfläche ebenfalls formschlüssig auf dem Schlitzkanal auf. Diese Ein­ richtung dient allerdings für allgemeine rheometrische Unter­ suchungen von Kunststoffen, wobei aber insbesondere die dort verwendete Schlitzdüse zum Formteilspritzen ungeeignet ist und insofern keine Anregungen zur Erfindung gibt.

Bei der Erprobung der vorgeschlagenen Spritzdüse im Rahmen der Erfindung konnte dagegen im einzelnen gezeigt werden, daß Ab­ weichungen des Rohmaterials, Schwankungen der Maschinenpara­ meter und Fehler der Werkzeuge und der Formen unmittelbar zu signifikanten Änderungen des Druck-Zeit-Verlaufes führen. Dem­ zufolge können durch die Druckerfassung bei ständigem Ver­ gleich der Soll- und Istwertkennlinien aus den Abweichungen die zugehörigen Fehlerquellen erkannt und gegebenenfalls zur Korrektur der Arbeitsparameter der Spritzgießmaschinen verwen­ det werden. Da nunmehr reproduzierbar Fehler erkannt werden, kann durch die Festlegung von insbesondere variablen Toleranz­ grenzen genau vorgegeben werden, ab wann die Qualität der ge­ fertigten Fertigteile als unbrauchbar deklariert wird.

Im Rahmen der Erfindung wurden in Testläufen Materialabwei­ chungen, Maschinenparameterschwankungen und Werkzeugfehler kontinuierlich simuliert und gleichzeitig die Spritzgießqua­ lität der Formteile festgestellt. Solange die Qualität einer Spritzung als gut klassifiziert wird, wird die dazugehörige Druck-Zeit-Kennlinie in die Bewertung einbezogen, während bei unbrauchbarer Qualität die entsprechende Kennlinie unberück­ sichtigt bleibt. Sind alle Abweichungen, Schwankungen und Feh­ lereinflüsse bis zur Brauchbarkeitsgrenze der Fertigteile er­ mittelt, läßt sich die gesamte Toleranzbreite abschnittsweise im Rechner einspeichern, welche durch eine obere und eine un­ tere Hüllkurve gebildet wird. Das sich so ergebende Band dient dann zur Bewertung der folgenden Abspritzungen im automa­ tisierten Fertigungsbetrieb.

Besonders vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Anlage, daß nunmehr zwischen aufsichtsarmen und aufsichtsfreiem Be­ trieb unterschieden werden kann. Wird bei Erfassung des Druck- Zeit-Verlaufes einer Abspritzung das Toleranzband an irgend einer Stelle über- oder unterschritten, so registriert das Überwachungsgerät den Fehler und schleust das fehlerhafte Fer­ tigteil in den Ausschuß- oder Recycling-Kanal.

Im Rahmen eines aufsichtsarmen Betriebes wird der Fehler op­ tisch und/oder akustisch signalisiert und die Maschine funk­ tionell angehalten, bis der Fehler von der Aufsichtsperson beseitigt ist. Beim aufsichtsfreien Betrieb müssen dagegen Maßnahmen vorgesehen sein, die nicht nur ein funktionelles Anhalten der Spritzgießmaschine, sondern gegebenenfalls ein thermisches Abschalten und damit Stillsetzen der Fertigung bewirken.

Die Kriterien für eine Unterbrechung der Spritzgießma­ schine können softwaremäßig vorgegeben werden. Insbeson­ dere für das aufsichtsfreie Arbeiten der Anlage sind nunmehr diese Kriterien für das Abschalten besser an die jeweiligen Bedingungen anpaßbar.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Übersicht über die Gesamtanlage,

Fig. 2 und 3 zwei Schnittdarstellungen einer bei Fig. 1 verwendbaren Spritzdüse mit integriertem Drucksensor,

Fig. 4a bis 4d verschiedene Druck-Zeit-Kennlinien für Gut­ teil- und Schlechtteilspritzungen,

Fig. 5 den Prinzipaufbau eines Überwachungsgerätes mit manuell einstellbaren Toleranzbereichen und

Fig. 6 und Fig. 7 Flußdiagramme zur Erläuterung einer software­ mäßigen Arbeitsweise des Überwachungsgerätes, wobei Fig. 6 den Einrichtbetrieb und Fig. 7 den Überwachungsbetrieb kennzeich­ net.

Identische Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugs­ zeichen versehen. Die einzelnen Figuren werden teilweise zusammen beschrieben.

In Fig. 1 ist eine Spritzgießmaschine 1 dargestellt, die in bekannter Weise eine Förderschnecke 2 mit einem zuge­ hörigen Antrieb 3 in einem Zylinder 4 beinhaltet. Über eine Zuführeinrichtung 6 als Reservoir wird das Rohma­ terial als Granulat der Förderschnecke 2 zugeführt, zerrieben und sowohl durch die Friktionswärme als auch durch am Zylinder 4 angebrachte Heizelemente 5 aufgeschmolzen.

Den Übergang der Spritzgießmaschine 1 zum eigentlichen Preßwerkzeug bildet eine Spritzdüse 7 am Ende des Zylinders 4, deren bauliche Ausbildung anhand der Fig. 2 und 3 noch im einzelnen beschrieben wird. Übli­ cherweise erfolgt ein Fertigungsvorgang dadurch, daß der flüssig gemachte Kunststoff unter hohem Druck in eine der Spritzdüse 7 zugeordnete Form 9 als Werkzeug gedrückt wird. Nach dem Erstarren wird die Form 9 geöffnet und das fertige Formteil entnommen.

Vom Stand der Technik sind Einrichtungen bekannt, mit denen einerseits die automatische Versorgung mit Roh­ material und andererseits automatische Entsorgung und Wegführung der Fertigteile gewährleistet ist. Hierfür sind in Fig. 1 entsprechende Kanäle 11 und 12 angedeu­ tet. Es empfiehlt sich nun, bei fehlerhaft erkannten Fertigteilen diese Teile in einen Recycling-Kanal 13 einzubringen, die Preßteile in einer Mühle 14 zu mahlen und das Granulat über den geschlossenen Kanal 13 wieder dem Reservoir 6 zuzuführen. Dafür muß im Abführkanal 12 eine Weiche vorhanden sein, bei der in Abhängigkeit von einer Gutteil- bzw. Schlechtteilfertigung ein Schieber 16 betätigt wird.

In einer Weiterbildung ist an der Spritz­ düse 7 ein Drucksensor 70 angebracht. Ein solcher Drucksensor muß temperaturstabil sein und auch bei ver­ gleichsweise hohen Temperaturen der Spritzmasse (ca. 400°C) eine sichere Meßwerterfassung ermöglichen. Das Meßsignal wird als Zeitkurve über einen Spritzvor­ gang erfaßt und einem Signalverarbeitungsgerät 10 mit Display 110 zugeführt. In Fig. 1 ist vom Signalverarbei­ tungsgerät 10 im wesentlichen nur das Display 110 mit einem Kennlinienfeld dargestellt. Ein derartiges Ver­ arbeitungsgerät besteht im wesentlichen aus einem Mikro­ prozessor mit zugehörigen Speichereinheiten und ist frei programmierbar. Die Programmierung kann mittels ei­ ner Bedieneinrichtung 20 (sog. Joy-Stick) erfolgen. Auf diese Funktion wird weiter unten noch im einzelnen eingegangen.

Der Aufbau einer austauschbaren, bei Fig. 1 verwendbaren Spritzdüse ergibt sich aus Fig. 2 und Fig. 3. Die eigent­ liche Düse 7 besteht aus einem massiven Formkörper 71 mit einem Durchflußkanal 72 für die Spritzmasse. Der Ka­ nal 72 ist an seiner der Förderschnecke 2 zugewandten Seite relativ großvolumig, beispielsweise mit einem Durchmesser von 10 mm, und verjüngt sich in zwei Stufen zu einem Druckkanal 73 von beispielsweise 3 mm Durchmes­ ser. Zwischen den Verjüngungsstufen ist ein gerader Ab­ schnitt mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt und einer Abzweigung 74 vorhanden, die in einem recht­ winkeligen Ansatzstück 75 zum Düsenkörper 71 verläuft. In das Ansatzstück 75 ist ein Drucksensor 70 derart ein­ setzbar, daß seine Stirnfläche 77 dem Rechteckquerschnitt formschlüssig angepaßt ist. Auf der Stirnfläche 77 be­ findet sich das druckempfindliche Element, wodurch der gemessene Druck exakt dem Spritzdruck der Spritzmasse im Bereich des Düsenaustritts entspricht. Darüber hinaus kann im Formkörper 71 auch ein Temperatursensor angeord­ net sein.

Die Spritzdüse 7 einschließlich Drucksensor 70 bildet eine zentrale Meßeinrichtung für das Ersatzkriterium "Qualtität" der Spritzteile. Beide Einrichtungselemente sind systemunabhängig und brauchen bei Werkzeugwechsel nicht ausgebaut oder verändert werden.

In Fig. 4 sind in den Teilfiguren a) bis e) jeweils Druck-Zeit-Kennlinie (P=f(t)) einzelner Spritzvorgänge aufgetragen. Die Kurve 40 bedeutet dabei eine Gutteil­ kurve, welche für ein vollkommen fehlerloses Teil ermit­ telt wurde. Beim Spritzgießen ergibt sich zunächst ein starker Druckananstieg (Füllphase-I), dann ein Plateau (Nachdrückphase-II) und anschließend ein Druckabfall (Erstarrungsphase-III), wobei eine signifikante Signal­ struktur vorliegt. Weiterhin sind Grenzkennlinien 41 und 42 dargestellt, welche anhand von Versuchen solche Kurven realisieren, innerhalb deren Bereiche die Qualität der gespritzten Formteile in Ordnung ist. Während Fig. 4a die Signalstruktur in verallgemeinerter Form darstellt, zeigen Fig. 4b bis 4d typische Meßkurven, die durch ihr Abweichen in bestimmten Bereichen vom vorgegebenen Tole­ ranzband signifikante Fehler anzeigen.

Die Ermittlung der Toleranzbereiche erfolgt über ent­ sprechende Versuchsmessungen, bei denen jeweils für ein bestimmtes Werkzeug von einem fachkundigen Einrichter die Spritzgießmaschine in ihren Parametern zunächst optimiert wird, so daß sich eine optimale Spritzqualität der Pro­ dukte ergibt und anschließend die Arbeitsparameter bis zur zulässigen Qualitätsgrenze der Spritzteile gezielt verändert werden. Vorgebbar sind beispielsweise unter­ schiedliche Materialien, Schwankungen der Maschinenpara­ meter oder Änderungen der Werkzeugeigenschaften. Bei der Durchführung der Versuchsmessungen ergeben sich somit zusätzliche Kurven, die je nach Klassifizierung des Fertigteiles als gut oder schlecht vom Überwachungsgerät abgespeichert oder eliminiert werden.

Aus den gespeicherten Druck-Zeit-Kennlinien von Gut- Spritzteilen können durch Überlagerung die Grenzkurven die positiven und negativen Grenzverläufe bestimmt und als Toleranzband über die Gutqualität-Kennlinie gelegt werden. Systemlösungen für diesen Zweck können entweder hardware-orientiert, was anhand Fig. 5 beschrieben wird, aber auch software-orientiert sein. Insbesondere letzteres zeichnet sich für die Praxis durch einen hohen Bedienungskomfort aus, wozu die Programmerstel­ lung anhand Fig. 6 beschrieben wird. Dafür wird eine modifizierte Prozessoranordnung mit erweiterter Spei­ chermöglichkeit verwendet, die zunächst in ihrer Hardware-Struktur anhand Fig. 5 erläutert wird.

In Fig. 5 sind einem Mikroprozessor 100 mit zugehörigen Speichereinheiten Schaltmittel für die Aufbereitung und Eingabe von Prozeßvariablen repräsentierenden Daten einerseits und für die Eingabe und Speicherung von co­ dierten Vergleichsdaten andererseits zugeordnet: Im einzelnen bedeutet 101 einen Verstärker für den Spritz­ druck als Eingangssignal mit zugeordneten Justage- Potentiometern, dem ein Analog/Digital-Wandler 102 nachgeschaltet ist. Von dort gelangt ein Datenbus zum Mikroprozessor 100. Über vom Mikroprozessor 100 abgehende Datenbusse mit nachfolgende Digital/Analog-Wandler 103 und 104 können alle Informationen zwecks Sichtkontrolle auf das Display 110 gegeben werden. Weiterhin ist zur Triggerung ein Verstärker 105 mit Signalanschluß und Einstellmöglichkeit von variablen Triggerschwellen über ein Potentiometer 106 vorhanden.

Dem Mikroprozessor 100 sind Schalter 111 bis 116 zuge­ ordnet, mit dem die verschiedenen Betriebsarten einge­ stellt werden können. Es sind folgende Betriebsarten vor­ gesehen: Rücksetzen, Triggern, Sollwerte einlesen, Soll­ werte ausgeben, Grenzwerte ausgeben, Istwerte ausgeben. Entsprechende Daten können über ein BCD-Schaltglied 118 nach einem Eins-aus-Zehn-Code auf zugeordnete Leucht­ dioden 121 bis 126 zur Signalisierung ausgegeben werden.

Weiterhin sind dem Mikroprozessor 100 digital arbeitende Codiereinheiten 140, 150 und 160 mit einzeln betätigbaren Einstellgliedern zugeordnet, an denen die Werte der Über­ wachungsparameter vorwählbar sind. Beispielsweise sind vorwählbar: Abtastdauer, zulässiger Fehler, Toleranz­ abschnittsgrenzen sowie dafür vorgesehene Wert- und Zeittoleranzen, wofür jeweils separate, in Fig. 5 nur angedeutete Codierschalter vorhanden sind. Über ein binäres Schaltglied 120 mit einem Eins-aus-Sechzehn-Code können Mehr-bit-Signale vom Mikroprozessor 100 auf die Codiereinheiten 140, 150 und 160 gegeben werden und von dort die Daten der eingestellten Werte zum Mikroprozessor 100 zurückgekoppelt werden.

Die Überwachungscharakteristik der Prozessoreinheit 100 läßt sich also anhand der Codiereinheiten 140, 150 und 160 bestimmen. Einerseits kann die Überwachungsdauer und die Speicherung der Kurven vorgewählt werden. Das Einlesen der Sollkurve sowie das entsprechende Einle­ sen und Überwachen der Istkurven wird jeweils durch ein Triggersignal gestartet; letzteres endet nach Ablauf des Überwachungsintervalls. Damit die Vorrichtung nach Aus- bzw. Einschalten der Netzspannung sofort betriebs­ bereit ist, werden die Sollwerte im batteriegepufferten Speicherbetrieb eingelesen. Die unteren und oberen Grenzwerte, welche die Überwachungskriterien bilden, können z.B. aus den Sollwerten und den eingestellten Toleranzvorgaben berechnet und gespeichert werden. Weiterhin kann der zulässige Fehler des Meßsignals in Prozent eingegeben werden. Bei der Überwachung kommt es nach dem Triggern erst dann zu einer Fehlermeldung, wenn ein Meßsignal, also die Istgröße, länger als vorgegeben ununterbrochen die unteren bzw. oberen Grenzwerte unter­ bzw. überschreitet.

Bei Abweichungen der Istwertkurven von den Sollwertbe­ reichen, wird eine Ausgangseinheit 130 über ein Relais und damit der Schieber 16 gemäß Fig. 1 aktiviert, so daß schlechte Teile aussonderbar sind. Nur Fertigteile, wel­ che den Toleranzvorgaben entsprechen, werden über den Kanal 13 ausgegeben.

Wesentlich ist, daß mit den Codiereinheiten 140, 150 und 160 die Grenzen für die geforderten Übereinstimmun­ gen von Istwert- und Sollwertkurven in diskreten Be­ reichen, eingestellt werden können. Die Wert- und Zeit­ toleranz des Überwachungsabschnittes gilt vom Trigger­ zeitpunkt bis zu der Grenze, die für den ersten Abschnitt eingestellt wird. Weitere Einstellungen gelten für die nächsten Abschnitte. Die Wert- und Zeittoleranz des letz­ ten Abschnittes gilt von der für diesen Abschnitt ein­ gestellten Grenze bis zum Ende der Überwachungsdauer, welche jeweils von der Kennlinie selbst getriggert ist.

Sollen die Toleranzgrenzen kontinuierlich veränderbar festgelegt werden, empfiehlt sich die software-orien­ tierte Systemlösung. Das Flußdiagramm gemäß Fig. 6 er­ läutert dazu die Vorgehensweise bei der Programmierung entsprechend dem oben bereits inhaltlich beschriebenen Verfahrensablauf. Insbesondere die Toleranzgrenzen las­ sen sich softwaremäßig durch sukzessive Änderung der Ein­ stellung aller Maschinenparameter ermitteln. Alle Daten sind unmittelbar am Display 110 des Verarbeitungs- und Überwachungsgerätes 10 darstellbar und können mittels der Betätigungseinrichtung 20 (Joy-Stick) mit Steuerelementen 21 und 22 gezielt beeinflußt werden. Das Steuerelement 21 dient zur Führung des Cursors auf dem Display 110, das Steuerelement 22 zum Weitertakten der Programm­ schritte. Nach der Programmierung ist das Überwachungs­ gerät 10 betriebsbereit.

In den Flußdiagrammen sind zur Programmerläuterung die einzelnen Ablaufschritte als Rechtecke und die dazwi­ schenliegenden Entscheidungsschritte als Rauten darge­ stellt. Fig. 6 beschreibt den Programmablauf im Einricht­ betrieb, Fig. 7 den Programmablauf im Überwachungsbe­ trieb.

Nach dem Start des Überwachungs- und Verarbeitungsgerä­ tes 10 bei Position 200 werden gemäß Position 201 die Überwachungsparameter eingestellt. Diese bestehen insbe­ sondere in der Auswahl des Werkzeuges, der Überwachungs­ zeit sowie Vorgaben dahingehend, wieviel Ausschuß bei welchen Grundtoleranzen akzeptiert wird. In einem Ent­ scheidungsschritt 202 wird die vollständige Eingabe der Parameter geprüft und gegebenenfalls zur Position 201 zu­ rückgesetzt. Bei Position 203 wird die Spritzgießma­ schine 1 eingestellt, bis das thermische Gleichgewicht erreicht ist und gute Qualität der Fertigteile erzeugt wird. Anschließend wird gemäß Position 204 eine Druck- Zeit-Kennlinie aufgenommen. Nach Entscheidung gemäß Position 205, ob die Produktqualität gut ist wird ge­ gebenenfalls zur Position 202 zurückgegangen oder an­ schließend bei Position 206 eine Kennlinie als Soll­ kurve gespeichert.

Gemäß Position 207 werden nun bestimmte Maschinenpara­ meter ausgewählt, die gemäß Position 208 gezielt derart variiert werden, daß die Produktqualität gerade noch gut ist. Es wird jeweils gemäß Position 209 eine Druck-Zeit- Kennlinie aufgenommen und gemäß Entscheidungsschritt 210 geprüft, ob die Produktqualität gut ist. Gegebenenfalls wird zu Position 208 zurückgegangen. Wird die Qualität als gut deklariert, so wird die diesbezügliche Kennlinie gemäß Position 211 als maschinenparameterspezifische Grenzkurve aufgenommen und anschließend gemäß Position 212 der untersuchte Maschinenparameter wieder auf den vorher ermittelten optimalen Gutwert zurückgestellt.

Bei Entscheidungsschritt 213 wird geprüft, ob die Datenaufnahme hinreichend war oder ob weitere Maschi­ nenparameter gemäß Position 214 aufgenommen werden sollen. In letzterem Fall läuft der Vorgang zu Posi­ tion 208 zurück. Soll die Datenaufnahme beendet sein, so wird gemäß Position 215 die innerste Hüllkurve als Grenz­ kurve gespeichert und auf dem Display 110 dargestellt.

In Abhängigkeit von der visuellen Darstellung wird im Entscheidungsschritt 216 geprüft, ob die Grenzkurven korrigiert werden müssen. Letzteres kann am Display 110 mittels der Betätigungseinrichtung 20 mit dem Steuer­ element 21 erfolgen, wobei durch geeignete Positionierung des Cursors an jeder beliebigen Stelle der Kennlinie eine graphische Anpassung gemäß Position 219 möglich ist. Ist keine Korrektur erforderlich oder ist die erforderliche Korrektur beendet, werden gemäß Position 217 Grenz- und Sollkurve über einen Drucker ausgegeben. Gemäß Position 218 kann nunmehr die Überwachung gestartet werden.

Beim Überwachungsbetrieb wird das Verarbeitungs- und Überwachungsgerät 10 gemäß Position 300 gestartet. Nach Initialisierung des Mikroprozessors 100 und anderer Hardwareeinheiten gemäß Position 301 werden auf dem Display 110 zunächst die Grenzkurven gemäß Position 302 dargestellt. Anschließend wird im Entscheidungsschritt 303 geprüft, ob eine Triggerung erfolgt ist. Gemäß Posi­ tion 304 wird nunmehr der Spritzdruck über die Zeit gemessen und dargestellt. Im Entscheidungsschritt 305 wird jeweils geprüft, ob die vorgegebene Grenzkurve überschritten wurde oder nicht.

Letzterer Vorgang erfolgt gleichzeitig mit der Signal­ erfassung und realisiert eine "on line"-Überprüfung. Ist die Grenzkurve nicht überschritten, so wird zur Position 303 zurückgegangen. Im anderen Fall wird gemäß Position 306 die Maschinensteuerung für die nächste Spritzung gesperrt und gemäß Position 307 der Fehler­ zähler erhöht. Anschließend wird im Entscheidungsschritt 308 geprüft, ob die zulässige Fehlergrenze erreicht ist. Ist dies nicht der Fall, wird gemäß Position 309 die Maschine freigegeben und es kann gemäß Position 303 die Fertigung fortgesetzt werden. Im anderen Fall erfolgt gemäß Poistion 310 eine Fehlermeldung, welche optisch oder akustisch sein kann.

Der weitere Betrieb erfolgt in Abhängigkeit von der bei Entscheidungsschritt 311 gewählten Betriebsart: Bei aufsichtsarmen Betrieb erfolgt eine Überprüfung durch die Überwachungsperson mit entsprechender Entscheidung bei Position 312. Wird der Fehler quittiert, ist gemäß Position 313 die Maschine freigegeben und die Über­ wachungseinrichtung auf Position 303 zurückgesetzt. Beim aufsichtsfreien Betrieb kann dagegen keine Quittierung erfolgen. Gemäß Position 314 werden alle Aggregate der Spritzgießmaschine 1 selbsttätig ausgeschaltet und die Fertigung gemäß Position 315 stillgesetzt.

Beim hauptsächlich anzustrebenden aufsichtsfreien Betrieb wird also von jedem einzelnen Spritzvorgang der Druck-Zeit-Verlauf gemessen und mit dem vorher ermittel ten zulässigen Toleranzband verglichen. Liegt eine Ab­ spritzung innerhalb der Toleranzgrenzen, was Gutqualität bedeutet, läuft die Maschine mit der Fertigung weiter. Wird jedoch an einer Stelle des Kennlinienverlaufes der Toleranzwert über- oder unterschritten, so wird das minderwertige Produkt separiert und die Maschine wird ggf. thermisch abgeschaltet. Das Überwachungsgerät 50 kann aber derart programmiert sein, daß eine Still­ setzung der Maschine erst nach einer beispielsweise drit­ ten, fünften oder zehnten hintereinander folgenden feh­ lerhaften Spritzung erfolgt. Liegen zwischen den feh­ lerhaften Abspritzungen eine Anzahl von Gutteil- Spritzungen, so kann die Stillsetzung der Maschine in geeignetem Verhältnis verzögert oder auch aufgehoben werden, um einen unnötigen Ausfall der Fertigung zu verhindern.

Claims (4)

1. Anlage zum aufsichtsarmen oder aufsichtsfreiem Herstellen von Formteilen aus Kunststoffen oder dergleichen durch Spritz­ gießen, mit einer Spritzgießmaschine aus Förderschnecke, Spritzdüse mit Spritzdüsenkörper und Werkzeug, zugehörigen Versorgungs- und Entsorgungseinrichtungen für Rohmaterial ei­ nerseits und Fertigteile andererseits sowie mit entsprechenden Steuer- und Überwachungseinrichtungen, bei der mittels eines Drucksensors innerhalb des Spritzdüsenkörpers mit Durchflußka­ nal und Einspritzkanal Druckwerte gemessen und ausgewertet werden, wobei zur Qualitätskontrolle der Fertigteile während jedes einzelnen Spritzvorganges ein Druckverlauf erfaßt und die Druck-Zeit-Kennlinie des einzelnen Spritzvorganges mit ei­ ner vorher ermittelten Gutteilkurve vergleichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritz­ düsenkörper (71) ein Ansatzstück (75) für den Drucksensor (70) aufweist und daß die Stirnfläche des Drucksensors (70) form­ schlüssig dem Durchflußkanal (72) angepaßt ist, wobei der Querschnitt des Durchflußkanals (72) im Bereich des Ansatz­ stückes (75) quadratisch oder rechteckig ist, so daß eine Messung des Druckes (P(t)) unmittelbar an der Eintrittsstelle des flüssigen Kunststoffes in den Einspritzkanal (73) ermög­ licht wird, und wobei das Ansatzstück (75) zwischen dem Durch­ flußkanal (72) und dem Einspritzkanal (73) angeordnet ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritz­ düsenkörper (71) einschließlich Drucksensor (70) ein Aus­ tauschteil ist.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Über­ wachungseinrichtung einen Mikroprozessor (100) mit zugehörigem Speicher aufweist, der Mittel (20, 140-160) zur Vorgabe von abschnittsweisen unterschiedlichen Toleranzbereichen beinhal­ tet.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (20) zur Vorgabe von kontinuierlich variierbaren Toleranzbe­ reichen ausgebildet sind.