DE69013135T2 - Einspritzdruckregelungsvorrichtung bei einer motorbetriebenen einspritzgiessvorrichtung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Regulierung eines Einspritzdruckes für eine elektrisch betätigte Einspritzgießmaschine.
• Herkömmlich ist eine hydraulisch betätigte Einspritzgießmaschine bekannt, die so ausgelegt ist, daß der maximale interne Gießdruck bei einem bestimmten Zieldruck während einer Zeitspanne für das Füllen einer Form mit einem geschmolzenen Harz aufrechterhalten wird, wodurch ein übermäßiges oder unzureichendes Füllen vermieden ist. Bei der Einspritzgießmaschine dieses Typs ist der interne Gieß- bzw. Formdruck einer Regelung in einer geschlossenen Schleife mittels eines hydraulischen Mechanismus in Übereinstimmung mit einem Rückkopplungssignal ausgesetzt, welches kennzeichnend ist für den internen Gießformdruck und welches von einem Drucksensor abgegeben wird, der in einem Harzdurchgang der Gießform untergebracht ist (JP-PS 58-52486). Der Drucksensor für den internen Gießformdruck, der so angeordnet ist, daß er in dem Harzdurchgang eingebettet ist, verursacht hohe Kosten. Da der den internen Gießformdruck ermittelnde Drucksensor dem geschmolzenen Harz ausgesetzt ist, ist er überdies einer Herabsetzung in der Leistungsfähigkeit unterworfen, und er weist eine kurze Lebensdauer auf. Diese Nachteile sind besonders in dem Fall bemerkenswert, daß der Drucksensor in einer bei hoher Temperatur betriebenen Gießform eingebettet ist. Ferner ist es schwierig, den den internen Gießformdruck ermittelnden Drucksensor in der bei hoher Temperatur betriebenen Gießform an zuordnen, die lediglich einen kleinen Einbettungsraum für den Sensor bereitstellt.
• Es ist ferner eine elektrisch betätigte Einspritzgießmaschine bekannt, die so ausgelegt ist, daß die Einspritzgeschwindigkeit in einem Einspritzprozeß auf einen Ziel-Wert gesteuert wird, der in Übereinstimmung mit der axialen Verschiebeposition einer Einspritzschnecke veränderbar eingestellt werden kann, daß der Halte-Druck in einen Halteprozeß auf einen Ziel-Wert in Übereinstimmung mit einem Erfassungs-Ausgangssignal gesteuert wird, welches von einer Druck-Detektiereinrichtung abgegeben wird, die aus einem einen internen Gießformdruck ermittelnden Drucksensor oder einem Dehnungsmeßstreifen gebildet ist, und daß die Zeit für das Umschalten vom Einspritzprozeß auf den Halteprozeß optimiert wird (vorläufige JP-Patentveröffentlichung Nr.62-218118). Bei der Einspritzgießmaschine dieses Typs wird jedoch zuweilen der Einspritzdruck unpassend. In diesem Falle verschlechtert sich die Qualität der geformten Artikel.
• Eine Vorrichtung zur Regulierung eines Einspritzdrucks gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der JP-A-63-69618 bekannt.
• Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Regulierung eines Einspritzdruckes für die Verwendung in einer elektrisch betätigten Einspritzgießmaschine geschaffen, in der eine Einspritzschnecke in ihrer axialen Richtung mittels eines Servomotors derart angetrieben wird, daß durch die Einspritzschnecke ein Einspritzdruck auf ein geschmolzenes Harz ausgeübt wird,
• mit einem Drucksensor, der an der Einspritzschnecke angebracht ist für die Erzeugung eines Ausgangssignals, welches kennzeichnend ist für einen Druck, der auf die Einspritzschnecke durch das geschmolzene Harz ausgeübt wird und der einem tatsächlichen Einspritzdruck entspricht, mit einer Einstelleinrichtung für die vorherige Einstellung eines Ziel-Einspritzdrucks
• und mit einer Steuereinrichtung für die Steuerung des tatsächlichen Einspritzdrucks in einer geschlossenen Schleife auf den Ziel-Einspritzdruck in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Drucksensors und dem Ziel-Einspritzdruck. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung derart betreibbar ist, daß der Ziel- Einspritzdruck in Übereinstimmung mit einer Zeitspanne τ, die nach Beginn des Einspritzens verstrichen ist, veränderbar eingestellt wird,
• daß die Einspritzgießmaschine derart betreibbar ist, daß ein Haltedruck auf das geschmolzene Harz durch die Einspritzschnecke ausgeübt wird,
• daß der Drucksensor derart betreibbar ist, daß er ein zweites Ausgangssignal erzeugt, welches kennzeichnend ist für einen Druck, der einem tatsächlichen Haltedruck entspricht,
• daß die Einstelleinrichtung derart betätigbar ist, daß zuvor ein Ziel-Haltedruck eingestellt wird,
• und daß die Steuereinrichtung derart betreibbar ist, daß der tatsächliche Haltedruck in einer geschlossenen Schleife in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal des Drucksensors und dem Ziel-Haltedruck auf den Ziel-Haltedruck gesteuert wird.
• Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liefert eine Vorrichtung zur Regulierung eines Einspritzdruckes für eine elektrisch betätigte Einspritzgießmaschine, die die Produktion von geformten bzw. gespritzten Partikeln hoher Qualität ohne die Forderung nach Verwendung eines teuren Drucksensors für die Ermittlung des internen Gießformdrucks ermöglicht.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben worden ist, wird der tatsächliche Einspritzdruck auf den Ziel-Einspritzdruck in einer geschlossenen Schleife in Übereinstimmung mit dem Drucksensor-Ausgangssignal, welches kennzeichnend ist für den tatsächlichen Einspritzdruck, und dem zuvor eingestellten Ziel-Einspritzdruck gesteuert, wodurch der Einspritzdruck wirtschaftlich gestaltet und damit die Qualität der gespritzten bzw. gegossenen Artikel verbessert werden kann. Da es bezüglich des Drucksensors lediglich erforderlich ist, daß dieser so angeordnet wird, daß der betreffende Sensor in den Stand versetzt ist, an der Einspritzschnecke angebracht zu werden und den auf die Einspritzschnecke von dem geschmolzenen Harz her wirkenden Druck zu ermitteln, können die Herstellungskosten des Drucksensors wesentlich geringer gehalten werden als jene eines den internen Gießdruck ermittelnden Drucksensors, der so angeordnet werden sollte, daß er in einer Gießform eingebettet ist. Ferner kann eine Absenkung der Leistungsfähigkeit des Drucksensors aufgrund des Aussetzens dem geschmolzenen Harz gegenüber vermieden werden, und deshalb sind die Betriebslebensdauer verlängert und die Wartung vereinfacht. Ferner sind keinerlei nennenswerte Schwierigkeiten nit der Anbringung des Sensors an einer Einspritzgießmaschine verbunden, die mit einer bei hoher Temperatur bzw. schnell laufenden Gießform ausgestattet ist, welche lediglich einen kleinen Einbettungsraum für den Sensor bereitstellt.
• Der Ziel-Einspritzdruck kann in Übereinstimmung mit der Zeitspanne, die nach Beginn des Einspritzens verstrichen ist, variabel eingestellt werden, und damit kann der Einspritzdruck korrekt gesteuert bzw. reguliert werden. Ferner kann der Halte-Druck in entsprechender Weise wirtschaftlich gestaltet werden. Da der Einspritz-/Halte-Druck durch Steuern des Abgabedrehmoments des Servomotors gesteuert werden kann, kann der Einspritz-/Haltedruck genau gesteuert bzw. reguliert werden.
• Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen.
• Fig. 1 veranschaulicht in einem Blockdiagramm einen Hauptteil einer elektrisch betätigten Einspritzgießmaschine, die mit einer Einspritz-/Haltedruck- Reguliervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
• Fig. 2 veranschaulicht in einem Flußdiagramm einen Einspritz-/Haltesteuerungsprozeß, der mittels eines Mikroprozessors für eine in Fig. 1 dargestellte programmier bare Maschinen-Steuereinrichtung ausgeführt wird
• Fig. 3 veranschaulicht in einem Diagramm einen Einspritz-/Haltedruck-Einstellbildschirm, der in einer in Fig. 1 angedeuteten manuellen Dateneingabeeinrichtung angezeigt wird.
• Fig. 4 veranschaulicht in einem Diagramm eine Nachschlagtabelle, die in einen in Fig. 1 angedeuteten gemeinsam genutzten Speicher geladen wird und die Ziel-Einspritz-/Haltedrucke speichert.
• Eine Vorrichtung zur Regulierung bzw. Steuerung eines Einspritz-/Haltedrucks (nachstehend als Vorrichtung zur Regulierung eines Einspritzdrucks bezeichnet) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise an einer elektrisch betätigten Einspritzgießmaschine angebracht, die mit verschiedenen Betätigungsabschnitten, wie mit einem Einspritzmechanismus, einem Festspannmechanismus, einem Produktauswurfmechanismus, versehen ist, wobei diese Mechanismen individuell mit Servomotoren ausgestattet sind, die als deren Antriebsquellen dienen. Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt die Vorrichtung zur Regulierung eines Einspritzdrucks eine numerische Steuereinheit 100 (nachstehend als NC-Einheit bezeichnet), die eine zusätzliche Funktion zur Steuerung des Antriebs der verschiedenen Betätigungsabschnitte bzw. -bereiche der Einspritzgießmaschine, Servoschaltungen zur individuellen Steuerung des Antriebs der Servomotoren für die verschiedenen Betätigungsabschnitte und einen Drucksensor 4 umfaßt, der beispielsweise aus einem Widerstandsdraht-Dehnungsmeßstreifen gebildet und an einer Schnecke 1 angebracht ist. Dieser Drucksensor 4 weist einen relativ geringen Preis auf, da er lediglich so aufgebaut zu sein braucht, daß er an der Schnecke 1 angebracht werden kann und den von einem geschmolzenen Harz her auf die Schnecke wirkenden Druck ermitteln kann. Da der Drucksensor nicht in einer Gießform untergebracht ist, sondern an der Schnecke, sind überdies keinerlei nennenswerte Schwierigkeiten mit der Anbringung des Sensors an der Einspritzgießmaschine verbunden, und zwar sogar in dem Fall nicht, daß die Maschine von einem Typ ist, der mit einer bei hoher Temperatur bzw. schnell laufenden Gießform ausgestattet ist. Die Wartung des Sensors ist ebenfalls erleichtert. In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 2 ein Einspritz-Servomotor bezeichnet, der antriebsmäßig mit der Einspritzschnecke 1 über einen Antriebsmechanismus 3 verbunden ist und der mit einem Impulscodierer 5 versehen ist. Mit dem Bezugszeichen 200 ist eine dieser Anordnung zugehörige Servoschaltung bezeichnet. Die Darstellungen der übrigen Servomotoren, Impulscodierer und Servoschaltungen sind weggelassen.
• Die NC-Einheit 100 umfaßt einen Mikroprozessor 107 (nachstehend als NCCPU-Einrichtung bezeichnet) für die numerische Steuerung und einen Mikroprozessor 109 (nachstehend als PMCCPU-Einrichtung bezeichnet) für eine programmierbare Maschinensteuereinrichtung. Mit der PMCCPU-Einrichtung 109 sind über Busleitungen ein Festwertspeicher 112 (ROM), der ein Ablaufprogramm speichert, und ein Schreib-Lese- Speicher 105 (RAM) für die kurzzeitige Speicherung von Daten verbunden. Mit der NCCPU-Einrichtung 107 sind über Busleitungen ein RAM-Speicher 101 für die kurzzeitige Speicherung von Daten, ein ROM-Speicher 110 für die Speicherung eines Leitprogramms zur umfassenden Steuerung der Einspritzgießmaschine und eine Servo-Schnittstelleneinrichtung 106 (SSU) verbunden, mit der die zuvor erwähnten verschiedenen Servoschaltungen und Impulscodierer verbunden sind.
• Die NC-Einheit 100 weist ferner einen gemeinsam genutzten Speicher 102, eine Eingabeschaltung 103, eine Ausgabe- bzw. Ausgangsschaltung 104, eine Bedienungsfeld-Steuereinrichtung 111 (OPC) und eine zwischen den zuvor genannten Elementen 102 bis 104, 107, 109 und 111 eingefügte Busleitungs- Arbiter- bzw. -Zuteilungssteuereinrichtung 108 (BAC) auf. Der gemeinsam genutzte Speicher 102, der beispielsweise durch einen nichtflüchtigen RAM-Speicher gebildet ist, weist einen ersten Speicher bereich für die Speicherung eines NC-Programms und einen zweiten Speicherbereich für die Speicherung verschiedener Gießzustands-Parameter sowie eine Nachschlagtabelle für Zieldruck-/Haltedruck-Einstellungen auf, die später erwähnt werden. Die BAC-Einrichtung arbeitet so, daß sie einer der CPU-Einrichtungen innerhalb einer gewissen Steuerzeitspanne ermöglicht, die zugehörigen Busleitungen zu nutzen, welche die zuvor erwähnten Elemente verbinden.
• Mit dem Bezugszeichen 113 ist eine manuelle Dateneingabeeinrichtung (CRT/MDI) bezeichnet, die mit der OPC-Einrichtung 111 verbunden ist und die einen Teil der Vorrichtung zur Regulierung eines Einspritzdrucks darstellt. Die CRT/MDI- Einrichtung umfaßt eine (nicht dargestellte) Tastatur mit verschiedenen Tasten, einschließlich Zehner-Tasten, Cursor- bzw. Zeiger-Tasten und Eingabetasten, sowie eine Kathodenstrahlröhren-Anzeigeneinheit (Fig. 3) mit einem Anzeigeschirm 113a und Softwaretasten 114a bis 114e, die unten am Anzeigeschirm bzw. unterhalb dieses Anzeigeschirms angeordnet sind. Jede Softwaretaste ist in einer Vielzahl von Betriebsarten betätigbar und einer Funktion zugehörig, die zwischen diesen Betriebsarten unterschiedlich ist, so daß eine größere Zahl von verschiedenen Funktionen erzielt werden kann als durch die Gesamtzahl von Softwaretasten gegeben ist.
• Die dem Einspritz-Servomotor 2 zugehörige Servoschaltung 200 umfaßt ein Fehlerregister 201, welches mit der SSU-Einrichtung 106 der NC-Einheit 100 verbunden ist, und den an dem Servomotor 2 angebrachten Impulscodierer 5. Das Fehlerregister 201 ist so ausgelegt bzw. angeordnet, daß es Verteilungsimpulse (Positionsbefehle), die periodisch von der NCCPU-Einrichtung 107 über die SSU-Einrichtung 106 abgegeben werden, und einen Rückkopplungsimpuls aufnimmt, der von dem Impulscodierer 5 jeweils dann abgegeben wird, wenn der Servomotor 2 sich um einen bestimmten Winkel dreht, und daß es ein Ausgangssignal erzeugt, welches kennzeichnend ist für die Abweichung (Positionsabweichung) zwischen einer Ziel-Drehposition und einer tatsächlichen Drehposition des Servomotors 2. Ein Digital-Analog-Wandler 202 (D/A) für die Umwandlung des Fehlerregister-Ausgangssignals in eine Geschwindigkeitsbefehls-Spannung sowie ein Frequenz- Spannungs-Wandler 203 (FIS) für die Erzeugung einer Spannung, die kennzeichnend ist für die Erzeugungsfrequenz (tatsächliche Geschwindigkeit bzw. Drehzahl) der Impulscodierer-Ausgangsimpulse, sind mit einem ersten Fehlerverstärker 204 verbunden, um die Differenz (Geschwindigkeitsabweichung) zwischen den Ausgangsspannungen der beiden Wandler zu verstärken.
• Ein Digital-Analog-Wandler 7 (D/A) und ein erster Umschalter 6 sind zwischen die Ausgangsschaltung 104 der NC-Einheit 100 und einer Drehmoment-Begrenzungsschaltung 205 eingefügt, die das Ausgangssignal (Drehmomentbefehlsspannung) des Fehlerverstärkers 204 aufnimmt. Ein erster feststehender Kontakt 6a des Schalters 6, der normalerweise mit einem beweglichen Kontakt des betreffenden Schalters 6 verbunden ist, ist mit einem Dateneingangsanschluß der Drehmoment-Begrenzungsschaltung 205 verbunden, während ein zweiter feststehender Kontakt 6b des Schalters 6 mit einem ersten Eingangsanschluß eines Komparators 11 verbunden ist. Ein zweiter Eingangsanschluß des Komparators 11 ist über einen Verstärker 10 mit dem Ausgangsanschluß des Drucksensors 4 verbunden, und der Ausgangsanschluß des Komparators ist mit einem zweiten feststehenden Kontakt 8b eines zweiten Umschalters 8 verbunden. Ein erster feststehender Kontakt 8a des Schalters 8, der normalerweise mit einem beweglichen Kontakt des Schalters 8 verbunden ist, ist mit dem Ausgangsanschluß der Drehmoment-Begrenzungsschaltung 205 verbunden. Ferner ist die Ausgangsschaltung 104 der NC-Einheit 100 mit einem Relais 9 verbunden, welches derart betreibbar ist, daß die entsprechenden beweglichen Kontakte der ersten und zweiten Umschalter 6 und 8 zwischen deren ersten und zweiten stationären Kontakten umschalten. Ein zweiter Fehlerverstärker 206, mit dem ein Stromdetektor (nicht dargestellt), der an dem Servomotor 2 angebracht ist, um einen durch den Servomotor fließenden Antriebsstrom zu ermitteln, und ein Ausgangsanschluß (beweglicher Kontakt) des zweiten Umschalters 8 verbunden sind, ist über einen Leistungsverstärker 207 mit dem Servomotor 2 verbunden.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 4 wird nunmehr die Arbeitsweise der Einspritzgießmaschine gemäß Fig. 1 beschrieben.
• Vor der Ausführung von Einspritzgießzyklen legt eine Bedienperson einen korrekten Ziel-Einspritz-/Haltedruck (nachstehend als Ziel-Einspritzdruck bezeichnet) fest, um die Qualität der Spritzgießartikel zu verbessern. Zu diesem Zweck betätigt die Bedienperson zunächst die CRT/MDI-Einrichtung 113, um einen Einspritzdruck-Einstellbetrieb auszuwählen. Unter der Steuerung der NC-Einheit 100, die auf diese Betriebsart-Auswahl anspricht, wird auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 113a ein Einspritzdruck-Einstellbildschirm dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, einen Ziel-Einspritzdruck einzustellen, der als Funktion der Zeitspanne dargestellt ist, die nach Beginn des Spritzvorgangs verstrichen ist. Dabei wird speziell eine Ziel-Einspritzdruck-Kurve dargestellt, die aus einer oder mehreren geraden Linien, einem oder mehreren Kreisbögen oder aus einer Kombination daraus besteht. In diesem Zusammenhang werden auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 113a eine Zeit-Achse und eine Druck-Achse dargestellt. Beim Einspritzdruck-Einstellbetrieb werden eine geradlinige Vereinbarungsfunktion, eine Kreisbogen-Vereinbarungsfunktion, eine Einstell-Endefunktion den Softwaretasten 114a bis 114c zugeordnet, und eine diese Funktionszuordnung anzeigende Nachricht wird auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre angezeigt.
• Sodann legt die Bedienperson die Ziel-Einspritzdruck-Kurve auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre fest. Wenn beispielsweise die Kurve gemäß Fig. 3 festgelegt ist, betätigt die Bedienperson die Softwaretaste 114b um anzugeben, daß der zu diesem Zeitpunkt festzulegende Ziel-Druckkurvenbereich aus einem Kreisbogen gebildet ist. Anschließend betätigt die Bedienperson die Cursor-Taste, um einen Cursor bzw. Zeiger zu einem Startpunkt P1 des ersten Ziel-Kurvenabschnitts hin zubewegen, und sodann betätigt sie die Eingabetaste, um den Startpunkt P1 einzugeben. Wenn ein Zwischenpunkt P2 und ein Endpunkt P3 in entsprechender Weise eingegeben sind, wird ein erster Kreisbogen P1, P3, der aus dem ersten Kurvenabschnitt besteht, auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 113a unter der Steuerung der NC-Einheit 100 dargestellt. Zweite und dritte Kreisbögen P3P5 und P5P7, die aus zweiten bzw. dritten Kurvenabschnitten bestehen, werden in entsprechender Weise dargestellt. Sodann betätigt die Bedienperson die Softwaretaste 114a um anzugeben, daß der zu diesem Zeitpunkt festzulegende Ziel-Druck-Kurvenabschnitt eine gerade Linie ist. Sodann betätigt die Bedienperson die Eingabetaste, wobei der Cursor sich an einem Endpunkt P7 des dritten Kreisbogens befindet, um dadurch einen Startpunkt P7 eines aus einer geraden Linie bestehenden vierten Kurvenabschnitts einzugeben und um ferner einen Endpunkt P8 des zuletzt genannten Kurvenabschnitts einzugeben. Auf diese Eingabeoperation hin wird eine gerade Linie P7P8 gezeichnet bzw. dargestellt. Anschließend werden auf die Eingabe entsprechender Start- und Endpunkte von fünften und sechsten Kurvenabschnitten, die jeweils aus einer geraden Linie gebildet sind, gerade Linien P8P9 und P9P10 dargestellt. Während die zuvor genannte Ziel-Einspritzdruck-Kurve festgelegt wird, werden für die Zeit und den Einspritzdruck entsprechend der Cursor-Position kennzeichnende individuelle numerische Daten in einem Anzeigebereich 115 des Bildschirms der Kathodenstrahlröhre angezeigt. Die Bedienperson kann daher die Ziel-Einspritzdruck-Kurve unter Bezugnahme auf die angezeigten numerischen Daten genau festlegen. Nach Abschluß der Festlegung der Ziel-Kurve wird dann, wenn die Bedienperson die Softwaretaste 114c betätigt, um einen das Ende der Einstellung bzw. Festlegung angebenden Befehl einzugeben, die NC-Einheit 100 die Nachschlagtabelle des gemeinsam genutzten Speichers 102 mit einer Gruppe von Ziel-Einspritz-/Haltedruck-Daten laden.
• Auf die die Beendigung der Einstellung betreffende Betätigung der Taste 114c hin berechnet im besonderen die CPU-Einrichtung, beispielsweise die PMCCPU-Einrichtung 109 die Ziel- Einspritz-/Haltedrucke pi zu den individuellen Zeitpunkten, die den Zeitspannen iτ (i = 0, 1 ....n) entsprechen, die von einem Augenblick ab verstrichen sind, zu dem der Einspritzvorgang beginnt, und zwar auf der Grundlage einer Gleichung, die die Ziel-Einspritz-/Haltedruck-Kurve repräsentiert, welche in der zuvor genannten Weise festgelegt worden ist, und eines Zeitintervalls τ , welches zuvor dadurch bestimmt ist, daß die geforderte Druckreguliergenauigkeit berücksichtigt ist. Sodann lädt die CPU-Einrichtung die so berechneten Werte in entsprechende Adressenbereiche (Aufzeichnungsbereiche) der Nachschlagtabelle (siehe Fig. 4). Die Nachschlagtabelle besteht aus Aufzeichnungen, deren Anzahl gleich einem Wert N (= Tmax/τ) ist, der dadurch erhalten wird, daß der Maximalwert Tmax auf der Zeitachse durch das bestimmte Zeitintervall τ dividiert wird. Der Wert n, der gleich einem Wert ist, welcher dadurch erhalten wird, daß die Zeitspanne zwischen dem Beginn des Einspritzvorgangs und dem Ende des Haltevorgangs durch das bestimmte Zeitintervall τ dividiert wird, repräsentiert die End-Halteregulierzeitspanne. In Fig. 4 sind die Ziel-Drucke für die Aufzeichnungen (n+1) bis N der Nachschlagtabelle undefiniert gelassen.
• Nachdem die Ziel-Einspritz-/Haltedruck-Daten in die Nachschlagtabelle geladen sind, wird der Einspritzgießzyklus grundsätzlich in konventioneller Weise mit Hilfe der Einspritzgießmaschine unter der Steuerung der NC-Einheit 100 ausgeführt. Kurz gesagt wird die Einspritzgießmaschine durch die PMCCPU-Einrichtung 109 in einem Folgesteuerungsverfahren gesteuert, und es werden Impulse von der NCCPU-Einrichtung 107 auf die Servoschaltungen verteilt, um dadurch den Antrieb der Servomotoren für die verschiedenen Achsen in Übereinstimmung mit dem NC-Programm, einem Folgesteuerungsprogramm und verschiedenen Spritzgießzustandsparameter anzusteuern.
• Im folgenden wird im wesentlichen die Arbeitsweise der Spritzgießmaschine in einem Einspritz-/Halteprozeß erläutert, der den Hauptteil der vorliegenden Erfindung ausmacht.
• Während des Einspritzgießzyklus führt die PMCCPU-Einrichtung 109 der NC-Einheit die Einspritz-/Haltesteuerung gemäß Fig. 2 in Intervallen einer Zeitspanne aus, die gleich dem bestimmten Zeitintervall τ ist. In jeder Steuerungsperiode bestimmt die CPU-Einrichtung 109 zunächst, ob ein Kennzeichen bzw. Flag F auf den Wert "1" gesetzt ist oder nicht, der anzeigt, daß der Einspritz-/Halteprozeß ausgeführt wird (Schritt S1). Falls der Wert des Flags F nicht "1" ist, bestimmt die CPU-Einrichtung 109 ferner, ob der Einspritzprozeß begonnen ist oder nicht, und zwar unter Bezugnahme auf ein Flag in dem gemeinsam genutzten Speicher 102. Dieses Flag unterscheidet sich von dem Flag F und ist dem Einspritzprozeß zugeordnet (Schritt S2). Die CPU-Einrichtung 109 führt speziell die Unterscheidung gemäß dem Schritt S2 in Übereinstimmung mit dem Wert des verschiedenen Flags durch, welches auf den Wert "1" gesetzt ist, was anzeigt, daß der Einspritzprozeß ausgeführt wird, und zwar auf die Eingabe eines Einspritz-Startsignals hin. Falls beim Schritt S2 bestimmt wird, daß der Einspritzprozeß nicht ausgeführt wird, endet der Prozeß gemäß Fig. 2 für die vorliegende Verarbeitungsperiode. In diesem Falle wird ein von dem Einspritz-/Halteprozeß verschiedener Formöffnungs-, Formschließungs-, Formfestklemm-, Dosierungs- oder Abkühlprozeß ausgeführt.
• Falls demgegenüber beim Schritt S2 bestimmt wird, daß der Einspritzprozeß ausgeführt wird, setzt die CPU-Einrichtung 109 das Flag F auf den Wert "1", wodurch angezeigt ist, daß der Einspritz-/Halteprozeß ausgeführt wird (Schritt S3) und betätigt sodann das Relais 9, um die ersten und zweiten Umschalter 6 und 8 zur Seite der zweiten feststehenden Kontakte 6b bzw. 8b hin umzuschalten (Schritt S4). Ferner setzt die CPU-Einrichtung 109 einen Index i auf den Wert "0" zurück (Schritt S5), liest Ziel-Einspritzdruckdaten p0 zu Beginn des Einspritzvorgangs aus, speichert eine 0-te Aufzeichnung der Nachlagtabelle in dem gemeinsam genutzten Speicher 102, entsprechend dem Wert "0" des Indexes i, und gibt die Daten P0 über die Ausgabeschaltung 104 aus (Schritt S6).
• Zu diesem Zeitpunkt werden die Ziel-Druck-Daten p0 in dem Digital-Analog-Wandler (D/A) 7 in eine Drehmoment-Befehlsspannung umgesetzt, und die resultierende Spannung wird dann über den ersten Umschalter 6 an den ersten Eingangsanschluß des Komparators 11 abgegeben. Der Komparator 11 vergleicht das Ausgangssignal des Drucksensors 4, welches dem zweiten Eingangsanschluß über den Verstärker 10 zugeführt ist und welches den auf die Einspritzschnecke 1 von dem geschmolzenen Harz her wirkenden tatsächlichen Druck repräsentiert, mit der Drehmoment-Befehlsspannung, die dem ersten Eingangsanschluß zugeführt ist. Somit werden der vorliegende tatsächliche Einspritzdruck mit dem Ziel-Einspritzdruck im Komparator 11 verglichen. Das Komparator-Ausgangssignal (Drehmoment-Befehlsspannung), welches die Abweichung zwischen dem tatsächlichen Einspritzdruck und dem Ziel-Einspritzdruck repräsentiert, wird über den zweiten Umschalter 8 dem zweiten Fehlerverstärker 206 zugeführt. Das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 206, welches die Abweichung zwischen der Drehmoment-Befehlsspannung (Strom-Befehl) und einer Ausgangsspannung des Strom- Detektors repräsentiert, die kennzeichnend ist für einen tatsächlichen Antriebsstrom, wird dem Einspritz-Servomotor 2 über den Leistungsverstärker 207 zugeführt. Infolgedessen wird das Abgabe-Drehmoment des Servomotors 2 so gesteuert, daß der tatsächliche Einspritzdruck auf den Ziel-Einspritzdruck eingestellt ist, wodurch der Einspritzdruck einer Regelung in einer geschlossenen Regelschleife unterzogen ist.
• Beim Schritt S7, der dem Schritt S6 für die Abgabe des Ziel-Drucks folgt, inkrementiert die PMCCPU-Einrichtung 109 den Index i um "1", und sodann bestimmt sie, ob der aktualisierte Wert des Indexes i größer als der zuvor genannte Wert n ist oder nicht, was die End-Druckregulierperiode anzeigt (Schritt S8). Da das Ergebnis der Bestimmung beim Schritt S8 in diesem Falle negativ ist, endet der Prozeß gemäß Fig. 2 für die vorliegende Verarbeitungsperiode.
• Wenn die bestimmte Zeitspanne τ nach Beginn des Einspritzvorgangs verstrichen ist, führt die CPU-Einrichtung 109 den Prozeß gemäß Fig. 2 erneut aus. Da das Flag F in diesem Falle beim Schritt S3 der vorhergehenden Verarbeitungsperiode auf den Wert "1" gesetzt worden ist, wird beim Schritt S1 bestimmt, daß der Wert des Flags F mit "1" gegeben ist, woraufhin das Programm zum Schritt S6 weitergeht. Beim Schritt S6 liest die CPU-Einrichtung 109 einen Ziel-Druck p1, der dem Wert (=1) des Indexes i entspricht, aus der Nachschlagtabelle aus und gibt ihn an den Komparator 11 über die Abgabeschaltung 7 und dergleichen ab. Infolgedessen wird der tatsächliche Einspritzdruck auf den Ziel-Einspritzdruck p1 eingestellt. Danach wird die Einspritz-/Halteprozeßsteuerung gemäß Fig. 2 in den bestimmten Zeitintervallen τ in entsprechender Weise ausgeführt, so daß der tatsächliche Einspritz-/Haltedruck auf die Ziel-Drucke pi (i = 2, 3,...n) für die individuellen Verarbeitungsperioden gesteuert ist. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß sich dertatsächliche Einspritz-/Haltedruck der Ziel-Druck-Kurve P1P10 gemäß Fig. 3 dichtfolgend ändert, wodurch der Einspritz-/Haltedruck wirtschaftlich geschaltet ist, und damit sind die resultierenden gegossenen bzw. gespritzten Artikel in der Qualität verbessert. Da der an der Schnecke 1 angebrachte Drucksensor 4 niemals geschmolzenem Harz ausgesetzt ist, ist überdies eine Absenkung der Leistungsfähigkeit des Sensors vermieden, und damit ist dessen Betriebslebensdauer verlängert.
• Falls beim Schritt S8 einer nachfolgenden Verarbeitungsperiode bestimmt wird, daß der Wert des Indexes i größer ist als der Wert n, was kennzeichnend ist für die letzte Druckregulierperiode, und daß daher der Halteprozeß abgeschlossen ist, betätigt die PMCCPU-Einrichtung 109 das Relais 9, um die entsprechenden beweglichen Kontakte der ersten und zweiten Umschalter 6 und 8 zur ersten feststehenden Kontaktseite hin umzuschalten (Schritt S9). Sodann setzt die PMCCPU-Einrichtung 109 das Flag F auf den Wert "0" zurück, was anzeigt, daß der Einspritz-/Halteprozeß nicht ausgeführt wird (Schritt S10), und es wird ein Flag, welches vom Flag F verschieden ist und welches dem Dosierungsprozeß zugeordnet ist, auf den Wert "1" gesetzt, was kennzeichnend ist für einen beginnbaren Zustand des Dosierungsprozesses (Schritt S11), wodurch die Einspritz-/Haltesteuerungsverarbeitung aufhört.
• Während der Ausführung des Dosierungsvorgangs verteilt die NCCPU-Einrichtung 107 Impulse an das Fehlerregister 201 der Servoschaltung 200 in Übereinstimmung mit dem NC-Programm. Die Abweichung zwischen dem Positionsabweichungs- Ausgangssignal (Geschwindigkeits-Befehl) von dem Fehlerregister her und dem tatsächlichen Drehzahl bzw. Geschwindigkeits-Ausgangssignal von dem Frequenz-Spannungs-Wandler 203 wird dem Eingangsanschluß der Drehmoment-Begrenzungsschaltung 205 über den ersten Fehlerverstärker 204 zugeführt. Daten von der PMCCPU-Einrichtung 109, die einen Ziel-Gegendruck repräsentieren, der durch die Schnecke 1 auf das Harz auszuüben ist, werden dem Dateneingangsanschluß der Drehmoment- Begrenzungsschaltung 205 über die Abgabe- bzw.Ausgangsschaltung 104, dem Digital-Analog-Wandler (D/A) 7 und den ersten Umschalter 6 zugeführt. Demgemäß wird das Ausgangssignal des ersten Fehlerverstärkers 204 auf einen Pegel beschränkt, der nicht höher ist als der Ziel-Gegendruck in der Drehmoment-Begrenzungsschaltung 205, und sodann wird das betreffende Signal dem zweiten Fehlerverstärker 206 über den zweiten Umschalter 8 zugeführt. In Übereinstimmung mit dem Ergebnis des Vergleichs in dem Fehlerverstärker 206 zwischen dem Ausgangssignal der Drehmoment-Begrenzungsschaltung und dem tatsächlichen Motortreiberstrom wird ein Treiberstrom von dem Leistungsverstärker 207 her an den Servomotor 2 abgegeben. Auf diese Weise werden die Position, die Drehzahl und das Drehmoment durch die Servoschaltung 200 während des Dosierungsprozesses gesteuert bzw. reguliert.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Regulierung eines Einspritzdruckes für die Verwendung in einer elektrisch betätigten Einspritzgießmaschine, in der eine Einspritzschnecke (1) in ihrer axialen Richtung mittels eines Servomotors (2) derart angetrieben wird, daß durch die Einspritzschnecke (1) ein Einspritzdruck auf ein geschmolzenes Harz ausgeübt wird, mit einem Drucksensor (4), der an der Einspritzschnecke (2) angebracht ist für die Erzeugung eines Ausgangssignals, welches kennzeichnend ist für einen Druck, der auf die Einspritzschnecke (1) durch das geschmolzene Harz ausgeübt wird und der einem tatsächlichen Einspritzdruck entspricht,

mit einer Einstelleinrichtung (113) für die vorherige Einstellung eines Ziel-Einspritzdrucks

und mit einer Steuereinrichtung für die Steuerung des tatsächlichen Einspritzdrucks in einer geschlossenen Schleife auf den Ziel-Einspritzdruck in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Drucksensors und dem Ziel-Einspritzdruck,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Einstelleinrichtung (113) derart betreibbar ist,

daß der Ziel-Einspritzdruck in Übereinstimmung mit einer Zeitspanne τ , die nach Beginn des Einspritzens verstrichen ist, veränderbar eingestellt wird,

daß die Einspritzgießmaschine derart betreibbar ist, daß ein Haltedruck auf das geschmolzene Harz durch die Einspritzschnecke (1) ausgeübt wird,

daß der Drucksensor (4) derart betreibbar ist, daß er ein zweites Ausgangssignal erzeugt, welches kennzeichnend ist für einen Druck, der einem tatsächlichen Haltedruck entspricht,

daß die Einstelleinrichtung (113) derart betätigbar istdaß zuvor ein Ziel-Haltedruck eingestellt wird,

und daß die Steuereinrichtung derart betreibbar ist, daß der tatsächliche Haltedruck in einer geschlossenen Schleife in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal des Drucksensors und dem Ziel-Haltedruck auf den Ziel-Haltedruck gesteuert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung eine numerische Steuereinheit (100) für die Lieferung des Ziel-Drucks und eine Servoschaltung (200) umfaßt, die einen Positions-Steuerbereich, der auf einen von der numerischen Steuereinheit (100) abgegebenen Positions-Befehl anspricht, einen Geschwindigkeits-Steuerbereich, der auf ein Ausgangssignal des Positions-Steuerbereichs anspricht, und einen Drehmoment-Steuerbereich umfaßt, der auf ein Ausgangssignal des Geschwindigkeits-Steuerbereichs hin ein Abgabe-Drehmoment des Servomotors (2) steuert,

wobei ferner ein Komparator (11), der mit dem Drucksensor (4) verbunden ist, ein erster Umschalter (6) für die auswählbare Verbindung des Geschwindigkeits-Steuerbereichs bzw. des Komparators (11) mit der numerischen Steuereinheit (100) und ein zweiter Umschalter (8) für die auswählbare Verbindung des Geschwindigkeits-Steuerbereichs bzw. des Komparators (11) mit dem Drehmoment-Steuerbereich vorgesehen sind,

und wobei die Steuereinrichtung derart betreibbar ist, daß der Komparator (11) mit der numerischen Steuereinheit (100) und dem Drehmoment-Steuerbereich über die ersten und zweiten Umschalter (6, 8) während der Ausführung eines Einspritzgießvorgangs verbunden ist, derart, daß ein für eine Abweichung zwischen dem Ausgangssignal des Drucksensors und dem Zieldruck kennzeichnendes Ausgangssignal des Komparators (11) an den Drehmoment-Steuerbereich während der Ausführung des betreffenden Einspritzgießvorgangs abgegeben wird.

3. Vorrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei die Einstelleinrichtung (113) eine Anzeigeeinheit mit einem Anzeigeschirm (113a), eine manuelle Dateneingabeeinrichtung, eine zweite Steuereinrichtung und eine Speichereinrichtung umfaßt,

wobei die Anzeigeeinheit unter der Steuerung der zweiten Steuereinrichtung derart betreibbar ist, daß auf dem Anzeigeschirm (113a) in Übereinstimmung mit Daten, die manuell durch die manuelle Dateneingabeeinrichtung eingegeben sind, eine Ziel-Einspritzdruckkurve als Funktion der Zeitspanne τ angezeigt wird, die nach Beginn des Einspritzvorgangs verstrichen ist,

und wobei die zweite Steuereinrichtung derart betreibbar ist, daß für jeden Zeitpunkt einer Vielzahl von Zeitpunkten nach Beginn des Einspritzvorgangs auf der Basis der Ziel- Einspritzdruckkurve Ziel-Einspritzdruckdaten berechnet und in der Speichereinrichtung gespeichert werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Ziel-Einspritzdruckkurve eine Kombination eines geraden Linienabschnitts und eines kreisförmigen Bogenabschnitts ist.