DE4025221A1 - Verfahren zum einfahren neuer werkzeuge auf einer kunststoff-spritzgiessmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum Einfahren neuer Werkzeuge auf einer vorgegebenen Kunststoff-Spritzgießmaschine wird zunächst der Maschinen­ betrieb von einem anfänglichen Arbeitspunkt aus gestartet. Die Wahl des anfänglichen Arbeitspunktes der Spritzgieß­ maschine erfolgt entweder aufgrund von Erfahrungswissen des Bedienungspersonals oder nach Maßgabe einer rechner­ simulierten Füllung des jeweiligen Werkzeugs, wobei in jedem Falle die erforderlichen Sollwerte über ein Maschinen­ steuerprogramm (intern oder extern) der Spritzgießmaschine vorgegeben werden. Aufgrund von danach probeweise herge­ stellten Kunststoff-Formteilen, deren Qualität und ggfs. Entformverhalten (Entformbarkeit des Formteils, des Anguß­ systems und des Verteilersystems) vom Bedienungspersonal ggfs. unter Zuhilfenahme von Meßgeräten bewertet wird, wird der anfängliche Arbeitspunkt solange verändert, bis eine vermeintlich optimale Maschineneinstellung für das jeweilige Werkzeug gefunden ist. Dieser empirische Nach­ führvorgang ist jedoch nicht nur zeitaufwendig, sondern führt vielfach nur zu einem scheinbar optimalen Arbeits­ punkt, der in Wirklichkeit von dem eigentlichen Optimum differiert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art den optimalen Arbeitspunkt der Spritzgießmaschine für das jeweilige Werk­ zeug in kürzester Zeit und mit großer Sicherheit zu ermitteln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens, und

Fig. 2 ein Beispiel für einen Ausschnitt aus einem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Kennlinien­ feld.

Bei dem Blockschaltbild nach Fig. 1 wird die Konstruktions­ zeichnung 10 des Formteils eines neu einzufahrenden Werkzeugs verwendet, um auf einem Simulationsrechner 20 eine Füll­ simulation durchzuführen. Das Ergebnis dieser Füllsimulation wird in einem Softwarepaket 30 verwendet, um für eine spezielle Spritzgießmaschine aus einem vorgegebenen "Park" von Spritzgießmaschinen für das betreffende Werkzeug einen anfänglichen Arbeitspunkt (Maschinenvoreinstellung) festzu­ legen. Diese Maschinenvoreinstellung wird als Datensatz ent­ sprechender Betriebsparameter einem Maschinensteuerprogramm 40 zugeführt, welches extern oder intern bezüglich der Spritzgießmaschine 50 vorhanden ist und diesen Datensatz in maschinenverständlicher Form an die Spritzgießmaschine 50 übergibt. Entsprechend dem anfänglichen Arbeitspunkt produ­ ziert die Spritzgießmaschine 50 Proben von Formteilen, deren qualität und ggfs. Entformverhalten in einer Kontrollsta­ tion 60 bewerten werden. Die Kontrollstation 60 kann ganz oder zumindest weitgehend automatisiert sein, so daß an dieser ein Eingriff des Bedienungspersonals nicht nötig oder weitgehend reduziert ist.

Das Ergebnis der Qualitätskontrolle wird zusammen mit den zu dem hergestellten Formteil gehörenden Betriebsdaten 70 einem Optimierungsprogramm 80 zugeführt, dessen Funktions­ weise im folgenden anhand von Fig. 2 noch näher erläutert werden soll. Das Optimierungsprogramm ermittelt einen neuen Arbeitspunkt, welcher dem Maschinensteuerprogramm 40 übermittelt wird. Hierdurch wird die Produktion von neuen Formteilproben ausgelöst, die wiederum bewertet werden und zu einer Korrektur des Arbeitspunktes verwendet werden. Am Ende dieses iterativen Prozesses steht ein optimaler Arbeitspunkt, welcher abrufbar gespeichert und für die eigentliche Serien­ produktion mit dem betreffenden Werkzeug benutzt wird.

Das Optimierungsprogramm 80 umfaßt zwei generelle Teile, nämlich

• a) ein fest einprogrammiertes Grundwissen über die Regeln des Kunststoffspritzgießens ("Expertenwissen"), und
• b) ein Kennlinienfeld aus Betriebsparametern und Qualitäts­ kenndaten.

In Fig. 2 ist ein Beispiel für einen Ausschnitt aus einem dreidimensionalen Kennlinienfeld veranschaulicht, wobei auf den drei Achsen zwei beliebige Betriebsparameter, z. B. Spritzgeschwindigkeit und Nachdruckzeit, sowie ein Qualitätskriterium, z. B. Maßhaltigkeit aufgetragen sind. Als weitere Qualitätskenndaten des Formteiles kommen beispielsweise in Betracht:

• - Gewicht
• - Oberflächenbeschaffenheit
• - Entformbarkeit
• - Festigkeit
• - Funktionalität.

Als Betriebsparameter kommen alle an der Spritzgießmaschine einzustellenden Größen in Betracht, wie beispielsweise

• - Drehzahl
• - Drücke (Stau-, Spritz-, Nach-, Schließdruck)
• - Geschwindigkeiten (Spritz-, Schließ- und Schneckenrückzugsgeschwindigkeit)
• - Temperaturen (Zylinder- und Werkzeug­ temperatur)
• - Zeiten (Nachdruck- und Kühlzeit)
• - Wege (Plastifizierweg, Spritzhub, Umschalt­ wege).

Das Kennlinienfeld "erarbeitet" sich das Optimierungspro­ gramm 80 in einem Lern- und Merkprozeß während des Einfahrens des jeweiligen Werkzeugs. Dieser Lern- und Merkprozeß kann empirisch oder systematisch ablaufen. Im Falle eines empirischen Lern- und Merkprozesses wird die Spritzgieß­ maschine aufgrund des "Expertenwissens" solange auf einen neuen Arbeitspunkt schrittweise gefahren, bis eine aus­ reichende Anzahl von entsprechenden Betriebsdaten und Qualitätskriterien je Parameter dem Optimierungsprogramm 80 vorliegt. Im Falle eines systematischen Lern- und Merkpro­ zesses werden nach einem ausgewählten Schema zuvor festge­ legte Betriebsparameter gezielt variiert, bis wiederum eine ausreichende Anzahl von entsprechenden Betriebsdaten und Qualitätskriterien vorliegt.

Nach Abschluß der Lern- und Merkphase liegt dem Optimierungs­ programm ein hinreichend genaues Kennlinienfeld vor, welches für die Ermittlung des optimalen Arbeitspunktes bei einer gewünschten Qualität einschließlich der zulässigen Toleranz jedes Betriebsparameters verwendet wird. Für die gewünschte Qualität werden im Optimierungsprogramm 80 bestimmte Wunsch-Qualitätskenndaten vorgegeben, welche in dem Kenn­ linienfeld verwendet werden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Einfahren neuer Werkzeuge auf einer Kunst­ stoff-Spritzgießmaschine, bei dem

• - der Maschinenbetrieb von einem anfänglichen Arbeits­ punkt aus gestartet wird,
• - der anfängliche Arbeitspunkt nach Maßgabe einer rechnersimulierten Füllung des jeweiligen Werkzeugs von einem Steuerprogramm in Form von Betriebs­ parameter-Sollwerten vorgegeben wird, und
• - der Arbeitspunkt der Spritzgießmaschine in Abhängig­ keit von der Qualität und ggfs. dem Entformverhalten von probeweise hergestellten Kunststoff-Formteilen nachgeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Nachführung des Arbeitspunktes ein Optimierungs­ programm verwendet wird, welches

• a) ein Grundwissen über die Regeln des Kunststoff­ spritzgießens und
• b) ein Kennlinienfeld aus Betriebsparametern und Qualitätskenndaten

umfaßt, wobei das Kennlinienfeld aufgrund eines empirischen oder systematischen Lern- und Merkvorgangs im Zuge des Einfahrens des jeweiligen Werkzeugs aus den dabei auftretenden Betriebsparametern und Qualitäts­ daten erstellt und verfeinert wird, und daß nach Ab­ schluß des Einfahrvorgangs der dann für jedes Werkzeug ermittelte optimale Arbeitspunkt abrufbar gespeichert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Nachführung des Arbeitspunktes dem Optimierungs­ programm nach Abschluß zumindest einer ersten Lern- und Merkphase bestimmte Wunsch-Qualitätskenndaten vorgegeben werden.