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Hintergrund
der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Handhabung von Teilen, die von einer Spritzgussmaschine ausgeworfen
werden. Insbesondere ist gemäß einem
Aspekt die Erfindung auf ein System gerichtet, bei dem Daten, die
in das ausgeworfene Teil eingespritzt sind, dazu verwendet werden,
eine nützliche
Rückmeldung über den
Spritzgussprozess zu liefern. Gemäß einem weiteren Aspekt werden
Spritzgussteile, die in einem Mehrfach-Spritzgussstempel geformt
wurden, von dem Stempel in einer Art ausgeworfen, um eine relative
Sequenz- oder Matrixorganisation zu erhalten, sodass eine nützliche
Rückmeldungsinformation
erzeugt werden kann. Dieses System ist insbesondere bei nachfolgenden
Anwendungen mit maschineller Videoerfassung und Inspektion, wobei
zum Beispiel Fehler in den Spritzgussteilen neuronal gelernt und zusätzliche
kognitive Schritte ergriffen werden können, um den Prozess zu verbessern.
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Obwohl
die Erfindung insbesondere auf die Technik von Spritzgussmaschinen
ausgerichtet und daher speziell hierfür beschrieben wird, wird herausgestellt,
dass die Erfindung ebenso nützlich
auf anderen Gebieten und Anwendungen einschließlich anderer Formverfahren
genutzt werden kann.
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Gemäß dem Stand
der Technik werden bei dem Herstellungsprozess des Spritzgießens oder
anderer Formverfahren, bei denen mehrere Teile pro Pressenhub oder
pro Schuss hergestellt werden, die Teile typischerweise nach den
Formen ausgeworfen, sodass sie völlig
ungeordnet in einen durcheinander gemischten Stapel fallen.
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Wenn
zum Beispiel ein Spritzgussstempel 40 Teile pro Schuss herstellt,
dann werden jedes Mal, wenn der Stempel geöffnet wird, typischerweise
diese 40 Teile insgesamt ausgeworfen und fallen auf ein Förderband,
das sie weiterführt
und in einen Massen-Transportcontainer
abwirft. Dieses Szenarium wird in zehntausenden Arbeitsverfahren
von Spritzgussmaschinen weltweit ausgeführt und ist für viele Herstellungssituationen
vollständig
ausreichend.
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Ein
weiteres Abladeszenarium, das oft verwendet wird, ist das Entfernen
von Komponenten von dem Werkzeug mithilfe eines Roboters. Roboter
können
aus vielen Gründen
verwendet werden, so zum Beispiel, wenn die Komponenten zu groß sind,
um sie sauber auszuwerfen und zu handhaben, oder wenn sie durch
das Auswerfen und die Handhabung durch einen Massenförderer beschädigt werden könnten. Oder
wenn die Komponenten eine extra Kühlzeit benötigen, bevor sie in Kontakt
mit anderen Komponenten kommen dürfen,
um ein Verkleben und/oder eine Beschädigung der Komponenten zu verhindern.
In einigen Fällen
werden Roboter verwendet, um die korrekte Orientierung oder Ordnung der
Komponenten zu erhalten, oder als eine Technik zur Arbeitsreduzierung
oder als Teil eines insgesamt automatisierten Systems.
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In
den Herstellungs-, und insbesondere in den Kunststoffindustrien
wird mehr und mehr Aufmerksamkeit auf die Prozesssteuerung gerichtet.
Es sind viele verschiedene Verfahren und Techniken zum Überwachen
des Prozesses in verschiedenen Arten von Formmaschinen, insbesondere
Spritzgussmaschinen, bekannt. So werden der Druck und der Fluss
sowie Temperatur und Viskosität
und viele andere Parameter überwacht,
die eine Beziehung zu der Qualität
des Formprozesses haben. Eine der Techniken, die mehr und mehr verwendet
wird, ist die Technologie einer maschinellen Videoüberwachung oder
optischer Inspektionstechniken, und zwar wegen der intelligenten
und aussagekräftigen
Natur dieser Art von Inspektionen, die damit ausgeführt werden
können.
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Maschinelle
Videoüberwachungssysteme weisen
generell ein Beleuchtungssystem zum Beleuchten einer Probe und eine
Kamera mit einer Linse auf, um das reflektierte Licht von der Probe
aufzunehmen. Ebenso sind Mittel zur Prozessbearbeitung vorgesehen,
um geeignete Algorithmen anzuwenden. Ein digitalisiertes Bild wird
von einem durch die Kamera aufgenommenen Bild hergestellt. Die Daten dieses
Bildes können
dann zum Beispiel zur Steuerung eines Roboterarmes, zum Identifizieren
der Probe oder zur Bestimmung verwendet werden, ob die Probe akzeptierbar
ist für
spezifizierte Standards im Hinblick zum Beispiel auf Flocken, Prozessänderungen
oder Variationen der Dimensionen. Die Daten können (wie hier vorgeschlagen)
für eine
Rückmeldung
und eine Prozesssteuerung verwendet werden. Ein Beispiel eines maschinellen
Videosystems ist in dem US-Patent Nr. 4,882,498 von Cochran et al.
dargestellt und beschrieben, auf das hier Bezug genommen wird.
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Unglücklicherweise
ist es, von einem praktischen Standpunkt aus gesehen, gegenwärtig nicht möglich, eine
Videoüberwachung
durchzuführen, während das
Produkt geformt wird, und zwar aufgrund der hohen Temperatur und
dem hohen Druck innerhalb eines Formhohlraumes. Aus diesem Grunde
wird eine Videoüberwachung
typischerweise ausgeführt,
nachdem zum Beispiel sich der Spritzgussstempel geöffnet hat,
sodass das Teil freigelegt wird. Unglücklicherweise gibt es, da das
Spritzgussteil immer noch in Kontakt mit einem Teil des Werkzeuges ist,
wenn die Stempel aufgetrennt werden, lediglich eine begrenzte Möglichkeit
einer Inspektion, die leicht zum Zeitpunkt des Öffnens der Stempel durchgeführt werden
kann. Selbst wenn die gewünschten Merkmale
beobachtet werden können,
wenn die Stempel getrennt werden, jedoch bevor die Komponenten von
dem Werkzeug ausgeworfen werden, ist oftmals das Ziel einer maschinellen
Videoinspektion aus verschiedenen Gründen schwierig.
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Der
Hersteller will nicht den Herstellungsprozess verlangsamen, indem
der Stempel in einer festen offenen Position belassen wird. Da viele
Stempelhohlräume
vorhanden sind und damit eine Vielzahl von Komponenten bei jedem
Schuss inspiziert werden müssen,
ist es notwendig, entweder viele Kameras, die jeweils auf eine einzel ne
Komponente fokussiert sind oder auf eine Gruppe von Subkomponenten,
oder das Ergebnis ist schlecht, da mit einer beschränkteren
Anzahl von Kameras die jeweilige Anzahl von Pixel, die für jede Komponente
vorgegeben ist, reduziert wird, ferner sind Probleme und Schwierigkeiten
hinsichtlich des Sichtwinkels vorhanden, ebenso wie Raum- und Montierbegrenzungen,
und ferner ist eine optimale Beleuchtung extrem schwierig. Obwohl
gewiss einige Merkmale vorhanden sind, die optisch oder durch maschinelle
Videoüberwachung
inspiziert werden können,
während
das Teil noch in dem geöffneten
Werkzeug ist, ist es gut verständlich,
dass dieses nur beschränkt
möglich
ist und eine umfangreiche Inspektion üblicherweise nicht durchgeführt werden
kann. Es ist daher wesentlich erwünschter, um eine ausführliche
Inspektion durchzuführen,
diese Inspektion auszuführen,
nachdem die Teile aus dem Formstempel ausgeworfen worden sind. Es
ist in der Formindustrie, speziell beim Spritzgießen, gut
gekannt, dass es viele verschiedene Arten von Beschädigungen
gibt, die während
des Spritzgussprozesses erzeugt wurden. Die Society of Manufacturing
Engineers hat ein CD-ROM-Trainingsprogramm, das sie angeboten hat,
das den Titel trägt „Trouble
Shooting Injection Molding Problems". Es werden die folgenden 24 unterschiedlichen
Defekte aufgelistet, die für
fehlerhafte Schüsse
gelten. Die aufgelisteten Defekte sind „schwarze Flecken, Blister,
Schleier, Verbiegungen, Versprödungen,
Blasen/Löcher,
Kratzmarken, helle Flecken, wolkige Erscheinung, Kontamination,
Bruchstellen, Haarrisse, Aufblättern,
Verfärbungen,
Gratbildung, Fließlinien, niedriger
Glanz, Turbulenzen, Maschenlinien, nicht füllender/kurzer Schuss, exzessives
Schrumpfen, Lunker, Ausbiegungen und Verwölbungen.
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Zudem
existiert eine Vielzahl von Dimensionsfehlern, die in Spritzgussteilen
auftreten können. Es
ist sehr erwünscht,
eine maschinelle Videoinspektion oder optische Inspektion durchzuführen, um
einige oder alle der oben erwähnten
Defekte zu überwachen
und die fehlerhaften Teile zu verwerfen. Es ist häufig ökonomisch
durchaus vertretbar, diese Funktion zur Verfügung zu stellen, sodass die
Qualität durch
Aussortieren schlechter Produkte überwacht werden kann. Um aber
ein Inspektionssystem sogar noch wertvoller für einen Spritzgusshersteller
zu gestalten, ist es erwünscht,
ei nen statistische Information über
die Prozesssteuerung zur Verfügung
zu stellen, sodass der Prozess korrigiert werden kann, sodass keine
fehlerhaften Teile hergestellt werden. Manchmal ist eine Information
aus der maschinellen Videoinspektion allein nicht ausreichend, eine
Information zu liefern, was in dem Prozess außer Kontrolle gerät, und muss
daher mit anderen Sensorinformationen kombiniert werden. Unabhängig davon,
ob allein die Daten aus der maschinellen Videoinspektion oder optischen
Inspektion verwendet werden, um Prozessvarianten zu bestimmen, oder
ob sie mit anderen Sensorinformationen über den Prozess kombiniert
werden, muss korreliert bestimmt werden können, welcher Formhohlraum
oder welche Formhohlräume
verantwortlich für
die Herstellung von einer schlechten Komponente oder Komponenten
sind.
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Wenn
die geformten Teile einfach ausgeworfen werden, sodass sie in eine
nicht geordnete Gruppe auf eine Schütte oder ein Band fallen, dann
geht die relevante Information zu einer Prozesssteuerung verloren,
mit der aufgezeigt wird, aus welchem Formhohlraum die geformte Komponente
kam.
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Die
WO 96/05040 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von mehreren
geformten Kunststoffartikeln und eine Vorrichtung hierfür. Diese Kunststoffartikel
tragen einen Zuschnitt aus einem Bogenmaterial, der zum Beispiel
ein Etikett sein kann oder als Diffusionsbarriere dienen kann, die
in die Etiketten bei deren Formung inkorporiert werden. Nach einer
Formoperation werden die geformten Artikel ausgeworfen und können hinsichtlich
der Qualität
vor einer Lagerung überprüft werden,
insbesondere kann bestimmt werden, aus welchem Formhohlraum eine inspizierte
Komponente ausgeworfen wurde, indem die Komponenten in einer ausgewählten Ordnung von
dem Auswerfen bis zur Inspektion gehalten werden.
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Die
vorliegende Erfindung fasst einen neuen Weg für die Handhabung von Teilen
ins Auge, die aus einer Spritzgussmaschine ausgeworfen werden, der die
oben angeführten
und weitere Schwierigkeiten löst.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zur Handhabung
von aus einer Spritzgussmaschine ausgeworfenen Teilen mit den Merkmalen
der Ansprüche
1 und 6. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen spezifiziert.
Gegossene Teile, die in einem Mehrfach-Formstempel geformt wurden,
werden aus dem Stempel in einer Weise ausgeworfen, dass die relative
sequentielle Organisation oder Matrixorganisation erhalten bleibt,
sodass eine wirkungsvolle Rückmeldungsinformation
erzeugt werden kann. Das System ist insbesondere bei Anwendungen
mit nachfolgender maschineller Videoüberwachung und Inspektion nützlich.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung liegt in der Konstruktion, der Anordnung und
der Kombination der verschiedenen Teile des Systems und den Schritten des
Verfahrens, wobei die betrachteten Aufgaben, wie im Folgenden in
Verbindung mit der Zeichnung näher
erläutert,
erreicht werden, wobei
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1 ein
Formsystem zeigt, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet werden
kann.
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2 ein
Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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3 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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4 ein
detaillierteres Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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5 einen
Querschnitt einer Endansicht gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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6 eine
Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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7 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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8 ein
Flussdiagramm ist.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Die
vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Formen ausgebildet werden.
Zunächst
ist die Erfindung auf die Handhabung von Teilen gerichtet, die aus
einer Spritzgussmaschine ausgeworfen werden. Wie oben erläutert, ist
dieses insbesondere vorteilhaft für nachfolgende Anwendungen
einer maschinellen Video- oder optischen Inspektion, die verwendet
werden, um nützliche
Rückmeldungen
an das Formsystem zu liefern, um den Prozess zu verbessern. Zum
Beispiel kann die Rückmeldung
das Ergebnis haben, einen Hohlraum abzuschließen oder die Temperatur oder
den Druck des Hohlraumes zu verändern,
um den Prozess zu verbessern.
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Ein
bevorzugter Weg, um nützliche
Informationen für
die Hohlräume
abzuleiten, beruht auf dem Konzept, die geformten Teile zu erfassen
und dann in einer bekannten Sequenz zu organisieren, wenn sie aus
dem Formstempel ausgeworfen werden. Dies wird vorzugsweise gemäß der vorliegenden
Erfindung auf folgende Weise erreicht.
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In
dem Moment, wenn die geformten, von einem Mehrfach-Spritzgussstempel
kommenden Teile von dem Stempel ausgeworfen werden, werden die Teile
in Taschen oder Rohre fallengelassen, die ihre relative sequentielle
oder Maxtrixorganisation aufrecht erhalten. Die Rohre transportieren
dann die Spritzgussteile in einer bekannten Sequenz oder in bekannten
Sequenzen.
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Gemäß der Erfindung
werden die abgegebenen Teile aus einer x-mal-y-Matrix in eine einzige bekannte Folgereihe
von xy mal 1 umgewandelt. Wenn zum Beispiel die Form eine Matrix
aus 6 Hohlräumen mal
8 Hohlräumen
entsprechend 48 Spritzgussteilen aufweist, die bei jedem Schuss
hergestellt werden, dann könnten
die Rohre diese in eine bekannte 48 mal 1 Ordnungsreihe von Komponenten
transportieren.
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Die
Rohre oder Schienen könnten
gewisse Aspekte der Orientierung erhalten, sodass die Spritzgusskomponenten
in eine oder auf eine Fördereinrichtung
in einem zumindest teilweise orientierten Weg abgelegt werden können. Zum
Beispiel könnte der
Körper
eines Kugelschreibers oder eines Filzschreibers in einer aufrechten
Orientierung gehalten werden, sodass das offene Ende oder das größere offene
Ende in einer speziellen Orientierung gehalten würde. Im Falle von Spritzguss-Vorformen,
die der erste Schritt in dem Herstellungsprozess mit Streckblasformung
von PET-Flaschen sind, könnten
diese die Rohre oder Führungsschienen
so verlassen, dass das offene Ende nach oben zeigt. In ähnlicher Weise
könnten
geformte Medizinflaschen in einer Konfiguration mit dem offenen
Ende nach oben oder dem offenen Ende nach unten gehalten werden,
sodass die Inspektion und die Überwachung
des Prozesses mithilfe der Inspektion erleichtert wird. Da viele
Teile in die Kategorie fallen, dass sie kreisförmig symmetrisch oder zylindrisch
sind, ist die Halterung in einer partiellen Ausrichtung ein wertvolles
Merkmal für
die weitere Automation der Folge der Prozessüberwachung. Es gibt viele andere
Klassen von Produkten, die signifikante Verhältnisse zwischen ihrer Höhe und Länge haben,
und es würde
wünschenswert
sein, zumindest eine partielle Orientierung dieser Produkte aufrecht
zu erhalten, um ebenso die Überwachung
des Prozesses zu vereinfachen. Es existieren noch weitere Klassen
von Produkten, die sehr schwierig auszurichten sind, da eine Vielzahl von
Achsen symmetrisch um ihre Mittellinien verteilt sind oder sie keine
mechanisch unterschiedlichen Merkmale haben. Für diese Art von Produkten ist
es ein großer
Vorteil, wenn man ihre Orientierung aufrechterhalten kann, um die
Prozessüberwachung und
weitere nachfolgende Automation ausführen kann. Im Hinblick darauf,
dass viele Hersteller es anstreben, eine so genannte „Lichter
aus"-Fabrik zu erreichen,
ist es wünschenswert,
die Orientierung des Produktes in dem automatisierten Prozess so
früh wie
möglich
zu erhalten und diese durchgehend aufrecht zu erhalten.
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Es
ist ebenso wichtig zu verstehen, dass, obwohl ein Rohr eine sehr
nützliche
Transporteinrichtung für
die Zwecke dieser Erfindung ist, andere geometrische Formen oder
Konfigurationen, so zum Beispiel Schienenstränge oder Führungskäfige oder andere Einrichtung
leicht die Rohre ersetzten könnten. Rohre
haben den Vorteil, dass sie schnell zu beziehen sind, relativ billig
sind, starr oder flexibel sind und keine exzessive Anpassung benötigen. Manchmal kann
es wünschenswert
sein, die Matrixplatte, an die die Rohre angeschlossen sind, näher zu dem
Werkzeug im Moment des Auswurfes zu bewegen, sodass diese in dem
Auswurfprozess nicht in eine Falschorientierung kommen. Wenn dieses
getan wird, ist es sogar wichtiger, flexible Rohre zu verwenden
oder äquivalente
Rohre, die verwendet werden, um die Produkte in eine besseren Folgeorientierung
zu führen.
Wenn starre Rohre verwendet werden, sollten diese vorzugsweise Teleskoprohre
sein, sodass eine Bewegung in Richtung auf das Spritzgussgerät hin oder
von diesem weg ermöglicht
wird.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass es unter gewissen Umständen wünschenswert
ist, die Produkte nicht in eine einzige Produktreihe zu führen, sondern eher
in mehrere Produktreihen, sodass diese vielleicht an mehr als einem
Ort inspiziert werden können
oder um eine höhere
Prozessgeschwindigkeit zu erreichen oder besseren herkömmliche
Materialhandhabungssituationen zu erreichen oder diese letztlich
zurück
in eine einzelne Reihe mithilfe von nachfolgender Materialhandhabung
zu führen.
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Wenn
einmal die Produkte in der bekannten Sequenz sind, können diese
aus der Auffangposition durch eine Fördereinrichtung herausgenommen
und anschließend
durch ein Überwachungssystem
oder eine andere Art eines Echtzeit-Inspektionssystems geführt werden,
das die Funktion hat, jedes geformte Teil zu inspizieren. Diese
Systeme sind im Stand der Technik gut bekannt. Das Inspektionssystem
weist normalerweise einen Sensor auf, der angibt, dass ein Spritzgussteil
an jeder Inspektionsstation und anschließend an einem oder mehreren
Inspektionsköpfen
angekommen ist, die entweder an einem Ort oder sequentiell längs einer
Transporteinrichtung angeordnet sind.
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Die
Erfindung ist insbesondere auf das Spritzgießen von Vorformen anwendbar,
wie dieses oben für
das Streckblasformen für
den Flaschenmarkt angegeben worden ist. Durch das Aufrechterhalten
der geeigneten Orientierung für
die Vorformen können
diese auf viele Merkmale inspiziert werden, wodurch durch die Kenntnis,
von welcher Spritzguss-Werkzeugstation sie stammen, viele wertvolle Prozesssteuerungsdaten
erhalten werden. Wie besonders erwünscht, könnte die obere Schließoberfläche inspiziert
werden, indem nach Kerben und Graten oder welligen Oberflächendimensionen
und Unrund-Bedingungen geschaut würde. Ebenso könnte die
Mittenausrichtung des Angusses überprüft werden.
Eine weitere Technik der Videoinspektion könnte verwendet werden, um die
Ausrichtung der Vorform zu bestimmen.
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Es
gibt mehrere Fehler, die in den Seitenwänden auftreten, die in der
folgenden jedoch nicht beschränkenden
Liste aufgeführt
sind: Blasen, Einschlüsse,
schwarze Flecken, Fließlinien,
Kristallisierung, teilweise Kristallisierung, Spitzenkristallisierung,
Seitenwanddicke, Toleranz- oder Dickenfehler, die von einem Bereich
zu einem anderen zu große Änderungen
aufweisen, wolkenartige Eigenschaften, zu lange Angussnoppen, Durchmesser
von Bohrungen, Durchmesser der Basis der Bohrungen, Durchmesser
des Pilfer-Proof-Ringes, stiftförmige
Angusslinker, Einbuchtungen oder Schönheitsfehler an der Oberfläche, Kratzer
und so weiter.
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Wenn
Fehler als bedeutend eingeschätzt werden,
würde durch
das System dann die fehlerhafte Komponente durch ein spezielles
Auswurftor ausgeworfen. Wenn jedoch der Fehler nicht als bedeutender
Makel bestimmt wird, sondern lediglich eine Prozessinformation betrifft,
die korrigiert werden sollte, würde
diese entsprechend angewendet werden, wie dieses in dem Stand der
Technik bekannt ist. Mit dieser Folgeanordnung kann die Spritzgusshohlform korreliert
bestimmt werden, sodass zum Beispiel für die dritte Vorform in einer
sequenzierten Gruppe von Vorformen erkannt würde, dass diese aus dem Spritzgusshohlraum
Nummer Drei stammt. Wenn mehrere Mehrfach-Stempel vorhanden sind,
würde erkannt,
von welchem Stempel die Form kam, und zwar mithilfe eines Signales,
das angibt, welches Formteil für
diesen Satz von Inspektionen ausgeworfen wurde.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung gibt die Möglichkeit, dass dann, wenn
ein bestimmter Spritzgusshohlraum oder bestimmte Hohlräume ständig Produkte
erzeugen, die einen nicht akzeptierbaren Qualitätsgrad haben, diese Station
oder diese Stationen abgeschaltet werden können, während die Produktion weiterläuft. Die
Information, die angibt, welche Stationen für den speziellen Schuss kein
Spritzgussteil erzeugt haben, würde
an das Inspektionssystem weitergegeben, sodass die Produkte durch ihre
Folgeordnung hiermit genau korreliert bestimmt werden können. Anders
gesagt, wenn die Station Nummer Drei in dem Spritzgussstempel abgeschaltet
worden ist, würde
die Sequenz Eins, Zwei, Vier, Fünf
Sechs etc. durch die gesamte Sequenz sein und die statistische Prozesssteuerinformation
sollte in dem automatisierten Inspektionssystem entsprechend behandelt
werden.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung verwendet Sensoren, um potentiell sicherzustellen, dass
die Spritzgussteile in die Rohre eingesetzt und aus dem Stempel
entfernt wurden, wobei ein weiterer Satz von Sensoren dazu verwendet
wird, sicherzustellen, dass diese Teile die Rohre verlassen haben und
auf die Fördereinrichtung
abgesetzt wurden.
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Bei
einer anderen Ausführung
der Erfindung wird die Schwerkraft verwendet, um die Spritzgussteile
durch die Transportrohre von der Matrixplatte abwärts auf
die lineare Ausgangsplatte zu bewegen, wobei bei einer anderen Ausführung der
Erfindung Luftströmungen
verwendet werden, um die Bewegung der Spritzgussteile durch die
Rohre zu unterstützen.
Dies ist insbesondere dann anwendbar, wenn die Produkte eine gewisse
signifikant horizontale Entfernung relativ zu der Vertikalen oder
Schwerkraftdistanz überbrücken müssen.
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Bei
einer anderen Ausführung
der Erfindung werden Rohre verwendet, deren Innenflächen einen reduzierten
Reibungskoeffizienten aufweisen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden Transportrohre verwendet, die eine Innenfläche aus
einem Polymer oder einem elastischen Material aufweisen, das eine
Härte größer als
50 auf der A-Shore-Skala hat. Bei einer weiteren Ausführung wird
die Anwendung einer die Reibung reduzierenden Substanz auf der Innenseite
der Rohre angesprochen, so zum Beispiel Teflon oder andere Fluorkohlenstoffmaterialien.
Gemäß einer
weiteren Ausführung
der Erfindung werden spiralig gewickelte Rohrmaterialien verwendet,
um eine zusätzliche
Flexibilität
vorzusehen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführung
der Erfindung wird die Matrixplatte gegen den Spritzgussstempel
verschwenkt oder von diesem weg bewegt, der die Teile auswirft,
sodass die Distanz kurz genug ist, dass sie ihre richtige Ausrichtung
nicht verlieren oder die Rohre nicht treffen. Dieses kann in einer
Anzahl von unterschiedlichen Formen erfolgen, indem zum Beispiel
die Matrixplatte in die Entladeposition und aus dieser heraus in
einem roboterähnlichen Weg
bewegt wird, sie könnte
vertikal durch geeignete Führungsstangen
einfach hin und weg bewegt werden, oder sie könnte in einem Bogenweg verschwenkt
werden, sodass sie von dem Werkzeug so zurückgezogen wird, dass sie nicht
die Maschinenfunktion beim normalen Prozess stört. Bei einer weiteren Ausführung der
Erfindung wird für
die Bewegung der Matrixplatte, die das Eingangsende der Rohre aufnimmt,
vorgesehen, einen Extraraum vorzusehen, der erforderlich ist, wenn
der Stempel ein Drehstempel ist, jedoch so, dass sie noch exakt durch
das System bedient werden kann
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Gemäß einer
weiteren Ausführung
der Erfindung wird eine Serie von Sensoren oder ein Durchstrahl-Sensor
vorgesehen, der verifiziert, dass alle der Spritzgusskomponenten
den Aufgangbereich verlassen haben und mithilfe der Transporteinrichtung
aus dem Auffangbereich transportiert wurden, sodass sie das Auffangen
der nächsten
Gruppe nicht stören,
was einer Sicherheitsmaßnahme
entspricht. Gemäß einer
weiteren Ausführung
der Erfindung wird ein Verfahren mit konischer Führung für das Ablegen in dem Behälter verwendet,
der in dem System für
die Vorformen verwendet wird, um die Vorformen zunächst mit
dem nach unten gerichteten geschlossenen Ende in eine Transporteinrichtung
abzusetzen, sodass sie an ihrem Kragenring hängen und der Raum zwischen
der Transporteinrichtung größer ist als
der Durchmesser der Vorform, sodass diese frei nach unten zwischen
die beiden Seiten der Transporteinrichtung fallen kann.
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In
Bezug auf die Zeichnungen, in denen die dargestellten Elemente lediglich
zum Zweck der Illustrierung der oben und im folgenden beschriebenen Ausführungen
der Erfindung dienen und nicht beschränkend sind, zeigt die 1 eine
repräsentative Ansicht
eines Spritzgusssystems, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet
werden kann. Wie dargestellt, weist das Spritzgusssystem 10 einen
Revolver-Drehtisch 12 auf,
dessen Funktion es ist, Spritzgussteile von Formkernen 14 freizugeben,
die mit der Einrichtung 16 zusammenarbeiten, um die Spritzgussteile
zu bilden. Diese Art eines Spritzgusssystems ist in dem US-Patent
Nr. 5,772,951 von Coxhead et al. und dem US-Patent Nr. 5,728,409
von Schad et al. beschrieben, wobei hier auf beide Dokumente Bezug
genommen wird.
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In
einer oben erwähnten
Ausführung
der Erfindung werden Spritzgussteile nach der Formung von dem Drehtisch 12 auf
eine Fördereinrichtung 18 ausgeworfen,
die verschiedene geeignete Formen aufweisen kann. Die Teile werden
dann zu einer Inspektionsstation geführt (die zum Beispiel in 2 gezeigt
ist), in der die Teile inspiziert und Daten oder Codewörter, die
in die Teile bei dem Spritzgussprozess eingeformt wurden, ausgelesen
werden, um den entsprechenden Ursprungshohlraum zu bestimmen, um
die Hohlräume
zu bestimmen, die besonderes beachtet werden müssen, um den Prozess zu verbessern.
Ob die Teile zuerst inspiziert oder zuerst ausgelesen werden, hängt von
den Bedürfnissen
des Anwenders und des verwendeten Inspektionssystems ab. Die durch
das Inspektionssystem erhaltenen Daten werden in geeigneter Weise
bearbeitet, wobei bekannte Techniken verwendet werden, um nützliche
Rückmeldungen
für das
Spritzgusssystem zu liefern, um den Prozess zu verbessern. Beispiele für eine solche
Rückmeldungs-Steuerung
sind oben erwähnt
worden.
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In 2 ist
eine Ausführung
dargestellt, die die Aspekte der oben beschriebenen alternativen
bevorzugten Ausführungsform
zeigt. Speziell ist das generell oben beschriebene Spritzgusssystem 10 dargestellt.
Ebenso gezeigt ist eine Station 20, die am gegenüber liegenden
Ende der Fördereinrichtung 38 positioniert
ist, um Video- und
andere Inspektionstechniken durchzuführen. Einrichtungen (die als Kästen in
der Station 20 repräsentativ
gezeigt sind), die solche Funktionen ausführen, sind im Stand der Technik
gut bekannt und enthalten geeignete Bildaufnahmegeräte und Datenbearbeitungseinrichtungen sowie
ferner Rückmeldungs-
und Prozesssteuerungsfunktionen.
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Deutlich
zeigt 2 eine Einrichtung 100, um einen geordneten
Teileauswurf von einer Spritzgusseinrichtung 10 zu erleichtern.
Wie oben beschrieben, weist die Einrichtung 100 eine Matrixplatte 102 mit
mehreren Öffnungen
auf, die der Anzahl der Spritzgusskerne 14 des Drehtisches 12 entsprechen. Die Öffnungen
sind mit Rohren 104 (nicht alle sind gezeigt) verbunden,
die von der dem Drehtisch 12 gegenüber liegenden Seite wegragen.
Die Rohre 104 erstrecken sich von der Matrixplatte 102 zu
einer linearen Taschenplatte 106. Es sei darauf hingewiesen, dass
Spritzgussteile von dem Drehtisch 12 durch die Öffnungen
der Matrixplatte 102 in die korrespondierenden Rohre 104 ausgeworfen
werden. Die Spritzgussteile verlassen dann die Rohre durch entsprechende Öffnungen
in der Taschenplatte 106, um auf die Trans porteinrichtung 18 abgesetzt
und zu der Station 20 für
eine Video- und andere Inspektionstechniken transportiert zu werden.
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Ebenso
sind in 2 optionale Einrichtungen gezeigt,
so zum Beispiel eine Luftströmungsunterstützungseinrichtung 110,
um den Transport der Spritzgussteile durch die Rohre zu unterstützen. Zusätzlich sind
ebenfalls Sensoren 112 beispielhaft gezeigt. Die Luftströmungsunterstützungseinrichtung und
die Sensoren sind oben beschrieben worden. 2 zeigt
auch eine Aufsicht A des geraden Förderers 18a mit beispielhaft
dargestellten Transportgurten.
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3 zeigt
ein System ähnlich
dem in 2 dargestellten. Jedoch dreht der Drehtisch 12 in 3 im
Gegenuhrzeigersinn und nicht im Uhrzeigersinn. Zudem sind in 3 keine
Sensoren 112 gezeigt. Zusätzlich ist eine Aufsicht B
eines Teiles des S-förmigen
Förderers 18b gezeigt,
der flexible, schwammartige Elemente 19 aufweist, um die
Teile für
den Transport zu der Inspektionsstation zu ergreifen.
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In 4 ist
eine detailliertere Darstellung der Einrichtung 100 gezeigt.
Speziell ist die Matrixplatte 102 mit 48 Öffnungen
in einer 6-mal-8-Matrixkonfiguration
gezeigt. Die Rohre, die von jeder der Öffnungen ausgehen, erstrecken
sich zu der Platte 106, um die 6-mal-8-Matrix in eine lineare
48-mal-1-Konfiguration
umzuwandeln. Ebenso sind beispielhaft bei 120 Spritzgussteile
in 4 dargestellt.
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Ferner
zeigt 4 einen Teil der Fördereinrichtung 18 mit
Förderbändern 122 und 124.
Wie näher
in 5 dargestellt, die eine geschnittene Endansicht
der Einrichtung 100 und des Förderers 18 zeigt,
können
die Förderbänder 122 und 124 so
ausgerichtet sein, dass sie eine V-förmige Form einnehmen, um die
Spritzgussteile aufzunehmen. Die Einrichtung 18 weist ferner
einen Schlitz 126 und eine Schulter 128 auf, die
den Halsbereich 130 des exemplarisch dargestellten Spritzgussteiles 120 aufnehmen.
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Die 6 zeigt
Alternativen, die als Fördereinrichtung 18 verwendet
werden können.
Speziell ist ein abgerundeter Fördergürtel 140 gezeigt,
um den Transport des Spritzgussobjektes 120 zu übernehmen.
Es sei darauf hingewiesen, dass ein anderer abgerundeter Fördergürtel auf
einer gegenüber
liegenden Seite der Fördereinrichtung 18 positioniert sein
könnte
oder ein Gurt mit einem unterschiedlichen Querschnitt verwendet
werden könnte.
Wie in 6 gezeigt, ist dort ein Gurt 142 mit
dem Querschnitt eines Trapezes gezeigt. Es sei darauf hingewiesen,
dass die Transportgurte, die in Verbindung mit der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, jede beliebige Form haben können, um
sich an die Form des zu handhabenden Spritzgussteiles anzupassen.
Die hier beschriebenen sind lediglich Beispiele.
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7 zeigt,
dass die Matrixplatte 102 gegebenenfalls aus der Drehebene
des Drehtisches 12 unter Verwendung eines Schwenkpunktes 150 auf
einer Seite der Platte 102 bewegt werden muss. Jede beliebige
bekannte Technik kann verwendet werden, um an dem Schwenkpunkt anzugreifen,
und die Matrixplatte kann durch bekannte Techniken verschwenkt werden,
so zum Beispiel durch einen Luftzylinder, einen Hydraulikzylinder,
eine Nocke, etc.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Rohre 104 kritische Winkelwerte
erfüllen
müssen,
um einen reibungslosen Transport der Spritzgussteile zu erreichen.
Im Falle, dass ein spezieller Winkel eines Rohres keinen leichten
Transport ermöglicht,
können eine
Anzahl von Techniken verwendet werden, wie dieses oben beschrieben
wurde. Zum Beispiel kann die Innenseite der Rohre mit einem Material
niedriger Reibung/niedrigem Widerstand beschichtet werden, wie zum
Beispiel Teflon, und/oder es könnten
Luftunterstützungsströmungen verwendet
werden, um das Spritzgussteil durch das Rohr zu blasen.
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Um
die Funktion des oben im Detail beschriebenen Systemes hervorzuheben,
liefert 8 ein Flussdiagramm, das die
gesamte Arbeitsweise des Systemes zeigt. Es sei bemerkt, dass dieses
Verfahren der Erfindung aus der oben angegebenen detaillierten Beschreibung
klar sein sollte. Zunächst werden
Komponenten, die aus dem Spritzguss- und Inspektionssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgeworfen wurden, von dem Stempel zu der Inspektionseinheit
(Schritt 802) gefördert.
Als nächstes
wird durch die Inspektionseinheit (Schritt 804) bestimmt,
ob die einzelnen Komponenten Makel aufweisen. Als nächstes wird
bestimmt, aus welchem Hohlraum (oder Hohlräumen) eine oder mehrere inspizierte
Komponenten ausgeworfen wurden , indem die Komponenten in einer
gewählten
Ordnung, wie oben beschrieben, gehalten werden, oder indem in die
Komponente eingespritzte Informationen, wie ebenfalls oben beschrieben,
erkannt werden (Schritt 806). Zuletzt wird das Spritzguss-
und Inspektionssystem entsprechend der gewonnenen Information gesteuert,
wie oben erläutert
(Schritt 808). Es sei darauf hingewiesen und sollte aus
der obigen Beschreibung klar sein, dass das obige Verfahren in dem
hier beschriebenen System verwendet werden kann, indem geeignete
Hardware- und Software-Techniken verwendet werden, die beim Lesen
der Beschreibung klar sein sollten.