DE69106906T2

DE69106906T2 - System und Verfahren zum Regeln der Wandstärke von Vorformlingen.

Info

Publication number: DE69106906T2
Application number: DE69106906T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Akimoto; Masashi Ogura; Minoru Oizumi; Yutaka Saito
Original assignee: Kao Corp; Tahara Machinery Ltd
Current assignee: Kao Corp; Tahara Machinery Ltd
Priority date: 1990-03-07
Filing date: 1991-03-06
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2011-03-07
Also published as: DE69106906D1; US5198161A; EP0445774B1; EP0445774A1

Description

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein System und Verfahren zum Steuern der Wandstärke von Vorformlingen zur Benutzung mit Kunststofformmaschinen. Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf ein Vorformlingstärke-Steuersystem und -verfahren zur Benutzung mit Vorformlingspritzmaschinen in Kunststofformmaschinen, die die Wandstärke des gespritzten Vorformlings wie gewünscht steuern können und die weiterhin die Betriebszeiteinstellungen der zugehörigen Vorrichtungen synchron mit dem Spritzguß oder Formzyklus oder -takt des Vorformlings steuern.

Beschreibung des technischen Hintergrundes

Wie bekannt ist, wird Kunststoff in der Vorformlingspritzmaschine geschmolzen und durch eine ringförmige Öffnung gepreßt, die zwischen einer Preßmatrize und einem Dorn in der Form eines Rohrs definiert ist, um so als ein Vorformling ausgebildet zu werden. Die Wandstärke der Vorformlinge wird gemäß einer Konfiguration und Stärke eines fertigen Produktes gesteuert.
Die japanische Patenterst-(ungeprüft)Veröffentlichung (Tokkaisho) Nr. 63-82707 offenbart eines der herkömmlichen Vorformlingstärkesteuersysteme. Wie in der Fig. 1 gezeigt ist, wird die gewünschte Vorformlingwandstärke A über die gesamte Länge L des Vorformlings in der Form einer gestrichelten Linie definiert, wobei die Daten in der Speichereinheit gespeichert sind. Während des Vorformlingspritzguß- oder -formzyklus, der auf den gespeicherten Daten unter Benutzung der Methode der Interpolation basiert, leitet das System eine zielvorformlingwandstärke A für eine zugehörige Vorformlinglänge pro Zeiteinheit her und stellt einen ringförmigen Spalt zwischen der Preßmatrize und einem Kern des Dorns gemäß einem Wert der hergeleiteten Zielvorformlingwandstärke A ein. Das System leitet nacheinander eine Vorformlinglänge ab, die basierend auf der abgeleiteten Zielvorformlingwandstärke A und einer Spritzmenge des geschmolzenen Kunststoffs während der Zeiteinheit zu spritzen ist. Das System leitet weiterhin nacheinander die akkumulierte Vorformlinglänge zum Herleiten der entsprechenden Zielvorformlingstärke A unter Benutzung der vorstehend angemerkten gespeicherten Daten und zum Erfassen des Abschlusses des Vorformlingspritzzyklus her, indem diese mit der gespeicherten Gesamtvorformlinglänge L verglichen wird. Der Abschluß des Vorformlingspritzzyklus kann auch dadurch erfaßt werden, daß eine akkumulierte abgelaufene Zeit mit der gespeicherten gesamten Vorformlingspritzzykluszeit verglichen wird.
Da Variationen in der Zielvorformlingwandstärke durch die gestrichelte Linie, d.h. in der Form eines winkelförmigen Schemas oder Musters, definiert sind, wenn unterbrochene Punkte das fertige Produkt beeinflussen, ist es jedoch bei dem vorhergehenden Stand der Technik wahrscheinlich, daß Ringlinien auf der äußeren Oberfläche des fertigen Produkts an Teilen ausgebildet werden, die gewinkelten Teilen der gestrichelten Linie in Fig. 1 entsprechen, oder eine unerwartete Ungleichheit in der Stärke wird wahrscheinlich im fertigen Produkt an den gewinkelten Teilen der gestrichelten Linie erzeugt, um die Struktur des fertigen Produktes zu schwächen. Um dies zu verhindern, muß die Wandstärke des fertigen Produktes unnötigerweise als ganzes dicker ausgeführt werden, was im Hinblick auf die Kosten von Nachteil ist.
Weiterhin kann in dem vorhergehenden Stand der Technik das Vorformlingstärkesteuersystem den Betrieb von anderen zugehörigen Vorrichtungen in der Kunststofformmaschine im taktmäßigen Synchronismus mit dem Vorformlingspritzzyklus oder -takt nicht steuern. Genauer gesagt sollte im Falle des kontinuierlichen Spritzgußes des Vorformlings der taktmäßige Synchronismus zwischen dem Vorformlingspritzzyklus und dem gesamten Betriebszyklus der Kunststofformmaschine, wie zum Beispiel das Schließen und Öffnen einer Form, die zwei Formhälften aufweist, das Schneiden des Vorformlings durch einen Vorformlingschneider und das Übertragen der Form zu einer anderen Station nötig sein.
In der US-A-4 424 178 wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vorformlings offenbart, in der ein Spalt zwischen einem Dorn und einer Preßmatrize durch ein erstes Programm gesteuert wird, dem ein zweites Programm an einem oder mehreren bestimmten Abschnitten überlagert ist, welches das Steuern der Spritzgußeinheit mit einer höheren Auflösung erlaubt. So kann eine hohe Wandstärkenauflösung in einem oder mehreren relativ kurzen Abschnitten des Vorformlings erhalten werden, während die übrigbleibenden Wandteile auf die übliche, durch das erste, eine normale Auflösung aufweisende Programm gesteuerte Art ausgebildet werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vorformlingstärkesteuersystem und -verfahren anzugeben, welches die vorstehend beschriebenen, dem Stand der Technik eigenen Fehler eliminieren kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vorformlingstärkesteuersystem und -verfahren anzugeben, das ein fertiges geformtes Produkt mit einer glatten gekrümmten Oberfläche, die keine unterbrochenen Bereiche, wie Ringlinien und keine unerwartete Unebenheit in der Stärke hat, um die Entwicklung von unvorhergesehen geschwächten Bereichen im fertigen Produkt zu verhindern.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vorformlingstärkesteuersystem und -verfahren anzugeben, welches das vorstehend genannte fertige Produkt mit der optimalen Wandstärke versehen kann, um minimale Mengen von Kunststoff, die für das Formen des fertigen Produktes verwendet werden sollen, zu machen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vorformlingstärkesteuersystem und -verfahren anzugeben, das die Betriebszeiteinstellungen anderer zugehöriger Vorrichtungen in der Kunststofformmaschine synchron mit dem Vorformlingspritzguß oder -formzyklus steuern kann.
Um die vorstehend genannten und andere Aufgaben gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist ein Vorformlingstärkesteuersystem vorgesehen, welches eine Preßmatrize und einen Dorn umfaßt, wobei die Preßmatrize und der Dorn relativ zueinander beweglich sind, um die Wandstärke eines zwischen der Preßmatrize und dem Dorn gespritzten Vorformlings während eines Spritzzyklus des Vorformlings zu verändern, wobei das Vorformlingstärkesteuersystem umfaßt:
ein manuelles Dateneingabemittel zur Eingabe einer Vielzahl von Hauptpunkten, wobei jeder der Hauptpunkte durch eine Ziel stärke des Vorformlings und eine abgelaufene Zeit während des Vorformlingspritzzyklus definiert ist;
ein erstes Mittel zum Ausführen einer Spline-Interpolation, um zwischen den eingegebenen Hauptpunkten zum Herleiten eines ersten Vorformlingsteuerschemas zu interpolieren;
ein zweites Mittel zum Korrigieren des ersten Vorformlingsteuerschemas, um zu erlauben, daß der Maximal- oder Minimalwert der Hauptpunkte einen Grenzwert für die Zielstärke des Vorformlings während des Vorformlingspritzzyklus zum Herleiten eines zweiten Vorformlingsteuerschemas anzeigt;
ein drittes Mittel zum Einstellen von Zyklus- oder Taktpunkten, welche den Vorformlingspritzzyklus in eine vorbestimmte Anzahl von gleichen Zeitintervallen unterteilen;
ein viertes Mittel, um aufeinanderfolgend periodische Signale an den gleichen Zeitintervallen zu erzeugen;
ein fünftes Mittel zum Herleiten der Zielstärke des Vorformlings für entsprechende, auf dem zweiten Vorformlingsteuerschema basierende Punkte eines Zyklus an einem Zeitpunkt des Auftretens von jedem periodischen Signal;
ein Antriebsmittel zum Ausführen der relativen Bewegung zwischen der Preßmatrize und dem Dorn basierend auf der hergeleiteten Zielstärke des Vorformlings, um eine kontrollierte Wandstärkeverteilung des Vorformlings während des Vorformlingspritzzyklus zu liefern.
Gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Vorformlingstärkesteuerverfahren, in welchem ein zwischen einer Matrize und einem Dorn definierter Spalt durch Spalteinstellmittel eingestellt wird, um die Steuerstärkewerte eines durch den Spalt gespritzten Vorformlings zu steuern, die Schritte:
daß eine Vorformlingformzeit und ein Zielvorformlingstärkewert an zwei Achsen, die sich senkrecht zueinander schneiden, definiert werden;
daß Hauptpunkte an einer Vielzahl von Punkten eingestellt werden, die durch das Erwägen einer Stärkenvariation des Vorformlings bestimmt werden;
daß ein Schema durch das Interpolieren zwischen den Hauptpunkten unter Verwendung der Methode der Spline-Interpolation und weiterhin durch das Korrigieren dieser Interpolation ausgebildet wird, um den Maximal- oder Minimalwert der Hauptpunkte zu einem Grenzwert zu machen;
daß Zykluspunkte, die eine Vorformlingformzykluszeit in eine vorbestimmte Anzahl von gleichen Zeitintervallen unterteilen, vorgegeben werden;
daß ein Zielvorformlingstärkewert für eine entsprechende Vorformlingformzeit für jeden der Zykluspunkte unter Benutzung des Schemas hergeleitet wird;
daß eine Position des Dorns gesteuert wird, um den hergeleiteten Zielvorformlingstärkewert zu liefern.
Gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung umfaßt dieses Vorformlingstärkesteuerverfahren weiterhin einen Schritt, daß ein Betriebssignal an eine zugehörige Vorrichtung an wenigstens einem der Zykluspunkte zum Auslösen des Betriebs der zugehörigen Vorrichtung ausgegeben wird, um einen taktmäßigen Synchronismus zwischen dem Vorformlingformprozeß und eines anderen, durch die zugehörige Vorrichtung durchgeführten Prozesses zu liefern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird durch die nachstehend erfolgende detaillierte Beschreibung, sowie von den beiliegenden Zeichnungen der bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung, die nur als Beispiel gegeben und nicht als die vorliegende Erfindung begrenzend beabsichtigt sind, besser verständlich.
In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 einen Graph, der ein Variationsschema einer Vorformlingwandstärke angegeben durch die Vorformlinglänge gemäß einem Stand der Technik zeigt;
Fig. 2 ein Diagramm, das eine Gesamtstruktur eines Vorformlingstärkesteuersystems zum Beschreiben von ersten und zweiten bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ein Flußdiagramm, das durch eine Maschinensteuerung zum Steuern der Wandstärke eines gespritzten Vorformlings über eine Gesamtlänge des gespritzten Vorformlings gemäß der ersten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung auszuführen ist;
Fig. 4 ein Flußdiagramm, das zum Steuern der Betriebszeiteinstellungen zwischen einem Vorformlingspritz- oder -formzyklus und anderen zugehörigen Vorrichtungen in der Kunststofformmaschine gemäß der zweiten bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung auszuführen ist;
Fig. 5 ein Graph, der ein Variationsschema der Vorformlingwandstärke über eine Gesamtlänge eines gespritzten Vorformlings gemäß den ersten und zweiten bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 6 eine schematische Ansicht, die den Zustand eines fertigen Produktes innerhalb eines Formhohlraums zeigt, wobei der Vorformling mit unter Druck stehendem Gas geblasen wird, um sich bis zum vollständigen Kontakt mit den Wänden des Formhohlraums auszudehnen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG

Mit Bezug auf die Zeichnungen werden erste und zweite bevorzugte Ausführungen eines Vorformlingwandstärkensteuersystems und -verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Fig. 2 bis 6 beschrieben.
Fig. 2 zeigt eine Gesamtstruktur des Vorformlingwandstärkesteuersystems gemäß der ersten bevorzugten Ausführung. In der Fig. 2 hat eine Preßmatrize 1 eine Öffnung, die einen Dorn 2 aufnimmt. Der Dorn 2 besitzt ein Röhrenteil 2a und ein konisch ausgeführtes Kernteil 2b. Das Röhrenteil 2a ist mechanisch mit einem hydraulischen Zylinder 3 an seinem oberen Ende verbunden und ist mit dem Kernteil 2b an seinem unteren Ende kontinuierlich, so daß eine vertikale Position des Kernteils 2b relativ zur Preßmatrize 1 durch den Betrieb des hydraulischen Zylinders 3 einstellbar ist. Eine ringförmige Durchflußöffnung f ist zwischen dem Röhrenteil 2a des Dorns 2 und zylindrischen Wänden der Preßmatrizenöffnung ausgebildet, und eine ringförmige, trichterförmige Durchflußöffnung oder ein -spalt g ist zwischen dem Kernteil 2b des Dorns 2 und divergierenden Wänden der Preßmatrizenöffnung ausgebildet. Ein geschmolzener Kunststoff wird nach unten von einem Körper der Vorformlingspritzmaschine durch die Durchflußöffnungen f und g eingeleitet, um einen Vorformling 4 auszubilden, der in einen Formhohlraum einer Form mit zwei Formhälften eingeleitet wird und der sich durch ein eingeleitetes, unter Druck stehendem Gas bis zum vollständigem Kontakt mit den Wänden des Formhohlraums ausdehnt, wie in der Fig. 6 gezeigt ist. Eine Breite der Durchflußöffnung oder des -spalts g kann durch Veränderung der vertikalen Position des Dornkernteils 2b eingestellt werden, um die Wandstärke des gespritzten Vorformlings 4 wie gewünscht einzustellen.
Der Betrieb des hydraulischen Zylinders 3 wird durch ein hydraulisches Servoventil 5 gesteuert, welches die Zuführung eines unter Druck stehenden Fluids zu dem hydraulischen Zylinder 3 basierend auf Signalen von einem Servoverstärker 6 steuert. Der Servoverstärker 6 erhält von einer später beschriebenen Maschinensteuerung ein Steuersignal und von einem Positionssensor 7, wie einem Potentiometer, ein die Position des Dorns 2 bezeichnendes Rückkopplungssignal und leitet das Signal zum hydraulischen Zylinder 3 in der Form eines Fehlersignals, welches bezeichnend für eine Differenz zwischen dem Steuersignal und dem Rückkopplungssignal ist. Der hydraulische Zylinder 3, das hydraulische Servoventil 5, der Servoverstärker 6 und der Positionssensor 7 bilden kooperativ ein Flußbreite- oder Spalteinstellmittel 8, welches die Breite der Durchflußöffnung oder des -spalts g einstellt. Der Betrieb des Spalteinstellmittels 8 wird durch die Steuersignale der Maschinensteuerung 10 gesteuert.
Die Maschinensteuerung 10 umfaßt eine Speichereinheit 11, die ein Vorformlingsteuerschema speichert, welche repräsentativ einer Zielvorformlingwandstärke über die gesamte Länge des gespritzten Vorformlings 4 ist, und eine Schaltung 13, die ein periodisches Signal entwickelt und die eine vorbestimmte Anzahl N von Signalen während eines Vorformlingspritzgußes oder -formzyklus ausgibt, um den Vorformlingspritzgußzyklus in die Anzahl N gleicher Zeitintervalle oder -inkremente aufzuteilen. Das Auftreten der periodischen Signale entspricht jeweilig Zykluspunkten, welche im vorhergehend beschriebenen Vorformlingsteuerschema eingestellt werden, welches in der Speichereinheit 11 gespeichert ist, und wird nachstehend detailliert beschrieben. Die Maschinensteuerung 10 umfaßt weiterhin eine Ausgabeschaltung 12, welche die periodischen Signale von der Schaltung 13, die die periodischen Signale entwickelt, erhält und gibt das Steuersignal an den Servoverstärker 6 pro jedem Zykluspunkt ab. Das Steuersignal ist ein Positionssignal, welches bezeichnend für eine Hubgröße des Dorns 2 oder seines Kernteils 2b ist. Die Größe des Dornhubs wird basierend auf der Zielvorformlingwandstärke hergeleitet, welche in jedem Zykluspunkt vom gespeicherten, durch das periodische Signal ausgelöste Vorformlingsteuerschema ausgelesen wird. Die Maschinensteuerung umfaßt weiterhin eine Überwachungseinheit 14, die das Rückkopplungssignal des Positionssensors 7 und ein Signal von einer Schemaüberwachungseinheit 21 erhält, um den tatsächlichen gesteuerten Zustand von, beispielsweise, der Bewegung des Dorns 2 oder seines Kernteils 2b zu überwachen.
Ein Bezugszeichen 20 bezeichnet eine Dateneingabeeinheit für die manuelle Eingabe von Hauptpunkten, um ein provisorisches Vorformlingsteuerschema zu liefern, welches repräsentativ für die Zielvorformlingwandstärke ist und durch Vorformlingformzeiten oder abgelaufene Zeiten des Vorformlingspritzgußes während des Vorformlingspritzgußzyklus angegeben ist. Die Schemaüberwachungseinheit 21 umfaßt Elektronenstrahlröhren (CRT) zum Anzeigen der vorstehend genannten Vorformlingsteuerschemata, wenn diese geformt werden, und zum Anzeigen des Steuerzustands für den Vorformlingspritzguß.
In Fig. 6 ist ein fertiges Flaschenprodukt 40 gezeigt, das sich in der Form 41 befindet. Genauer gesagt wird der gespritzte Vorformling 4 durch das eingeleitete, unter Druck stehende Gas bis zum vollständigen Kontakt mit den Wänden des Formhohlraums ausgedehnt. Der Einfachheit halber ist nur eine Formhälfte in der Fig. 6 gezeigt.
Fig. 5 zeigt ein Vorformlingsteuerschema, das gemäß der ersten bevorzugten Ausführung zum Formen des wie in Fig. 6 gezeigten fertigen Flaschenproduktes 40 hergeleitet wurde. Genauer gesagt wird das Vorformlingsteuerschema durch Zielvorformlingwandstärke auf einer X-Achse und Vorformlingformzeit oder abgelaufene Zeit eines Vorformlingspritzgußes im Vorformlingspritzgußzyklus auf einer Y-Achse definiert. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, repräsentiert in der praxis die Y-Achse die Rate (%) der abgelaufenen Zeit relativ zum Gesamtvorformlingspritzgußzyklus, d.h. zur Vorformlingspritzgußzyklusausführungsrate (%), welches der Gesamtlänge L des gespritzten Vorformlings 4 entspricht, und die X-Achse repräsentiert die Rate (%) der Zielvorformlingwandstärke relativ zur maximalen Stärke W, welche mit dem Dorn an seiner einstellbaren tiefsten Position geliefert werden kann, d.h. die Vorformlingwandstärkeausführungsrate (%).
Das Vorformlingsteuerschema ist ausgebildet, um die Konfiguration und die benötigte Stärke des fertigen Produktes 40 zu berücksichtigen und ist dementsprechend von den Charakteristiken des fertigen Produkts 40 variabel abhängig.
Das Vorformlingsteuerschema wird dadurch ausgebildet, daß zuerst eine Vielzahl von Hauptpunkte (10 Hauptpunkte in den bevorzugten Ausführungen) mp1 bis mp10 eingestellt werden, wovon jeder einem Teil des gespritzten Vorformlings 4 entspricht, in dem die Variation in der Wandstärke notwendig ist. Wiederum sind die Hauptpunkte gemäß den Charakteristiken des fertigen Produktes variabel eingestellt. Die wohlbekannte Methode der Spline-Interpolation wird ausgeführt, um zwischen den Hauptpunkten zu interpolieren, um eine gestrichelte Linie B herzuleiten. Daraufhin wird eine Korrektur der Linie B ausgeführt, so daß, wenn auf einer gekrümmten Linie der Maximal- oder Minimalwert der Hauptpunkte kein Grenzwert ist, die Korrektur so ausgeführt wird, daß der Nullwert zu einer Neigung der Linie B an diesem Maximal- oder Minimalwert der Hauptpunkte gemacht wird. Weiterhin wird die Korrektur ausgeführt, um diejenigen benachbarten Zielpunkte durch eine gerade Linie zu verbinden, wenn die benachbarten Zielpunkte in der Y-Achsen-Richtung die gleiche Zielvorformlingwandstärke aufweisen. Mit anderen Worten wird die Spline-Interpolation korrigiert, um durch das Ausführen einer Interpolation unter Benutzung der Spline-Funktion eine durch eine durchgehende Linie angezeigte, gleichmäßige gekrümmte Linie A herzuleiten, wobei der Maximal- oder Minimalwert der Hauptpunkte ein Grenzwert ist.
In der Praxis werden eine Vielzahl der durch die verschiedenen Linien A definierten Vorformlingsteuerschemata auf entsprechende fertige Produkte vorbereitet, die verschiedene Charakteristiken haben und die in der Speichereinheit 11 gespeichert sind.
Das durch die Linie A definierte Vorformlingsteuerschema wird weiter behandelt, um endgültige Matrixdaten herzuleiten, die zum Steuern der Vorformlingwandstärke benutzt werden. Genauer gesagt werden wie vorstehend beschrieben die Zykluspunkte eingestellt, die den Vorformlingspritzgußzyklus in eine Anzahl N gleicher Zeitintervalle oder -inkremente aufteilen. Der Vorformlingspritzgußzyklus definiert eine Zeit, die zum Spritzen einer Gesamtlänge L des Vorformlings 4 benötigt wird, d.h. eine Zeit ab dem Schneiden des Vorformlings bis zum darauffolgenden Schneiden des Vorformlings. Wenn zum Beispiel der Vorformlingspritzgußzyklus in 100 gleiche Zeitintervalle aufgeteilt ist, werden 100 Zykluspunkte auf gleiche Zeitintervalle eingestellt, wovon jede 1/100 der Zeit des Vorformlingspritzgußzyklus entspricht, und für jeden Zykluspunkt wird eine Zielvorformlingwandstärke unter Benutzung des durch die Linie A definierten Vorformlingsteuerschemas hergeleitet und in der Speichereinheit 11 als die endgültigen Matrixdaten gespeichert.
Der Betrieb der Maschinensteuerung 10 wird nun nachstehend mit Bezug auf ein Flußdiagramm der Fig. 3 beschrieben. Fig. 3 zeigt das Steuerflußdiagramm, welches in der Maschinensteuerung 10 auszuführen ist. Ein gewünschtes Vorformlingsteuerschema wird entweder basierend auf die interpolierte Linie oder durch die manuelle Eingabe aller Punkte eingestellt, was an einem Schritt 100 ausgewählt wird.
An dem ersten Schritt 100 wird entschieden, ob das Vorformlingsteuerschema basierend auf die interpolierte Linie eingestellt ist. Wenn die Antwort am Schritt 100 NEIN ist, werden alle benötigten Punkte an einem Schritt 1001 manuell eingegeben. Sollte andererseits die Antwort am Schritt 10 JA sein, werden die Hauptpunkte mp1 bis mp10 an einem Schritt 101 unter Benutzung der Dateneingabeeinheit 20 manuell eingegeben. Die gestrichelte Linie B wird in einem darauffolgenden Schritt 102, wie in Fig. 5 gezeigt ist, erst durch die Spline-Interpolation hergeleitet, und darauffolgend wird die weitere Interpolation oder Korrektur durchgeführt, um den Maximal- oder Minimalwert der Hauptpunkte so zu korrigieren, ein Grenzwert zu sein, um die Linie A herzuleiten, die eine gleichförmige gekrümmte Linie ohne vorstehendes Teil ist. An einem darauffolgenden Schritt 103 wird manuell entschieden, ob das an dem Schritt 102 hergeleitete Vorformlingsteuerschema richtig oder erwünscht ist. Wenn die Antwort am Schritt 103 NEIN ist, d.h. eine Modifizierung des hergeleiteten Vorformlingsteuerschemas ist nötig, wird die Modifizierung unter Benutzung der Dateneingabeeinheit 20 manuell durchgeführt. Wenn andererseits die Antwort am Schritt 103 JA ist, geht der Prozeß zu einem Schritt 104, wo Vorformlingform- oder -spritzgußbedingungen, wie zum Beispiel ein Hub des Dorns 2 oder seines Kernteils 2b eingestellt werden, wobei der Hub des Dorns 2 die maximale Vorformlingwandstärke W liefert, d.h. der Hub entspricht der Wandstärkedurchführungsrate von 100%. Darauffolgend wird die Vorformlingspritzguß- oder -formzykluszeit an dem Schritt 106 eingestellt.
Die an dem Schritt 102 hergeleiteten oder an dem Schritt 1001 eingestellten Daten, die an den Schritten 104 und 106 eingestellt wurden, werden in eine Schemaüberwachungseinheit 21 eingegeben und in der Speichereinheit 11 gespeichert.
Daraufhin wird in einem Schritt 108 eine Zielvorformlingwandstärke für jeden Zykluspunkt hergeleitet, und dann wird an einem Schritt 110 ein entsprechender Hub des Dorns 2 oder seines Kernteils 2b basierend auf jede an dem Schritt 108 hergeleitete Zielvorformlingwandstärke hergeleitet. Nachfolgend wird in einem Schritt 112 das den Dorn oder Kernteilhub bezeichnende Steuersignal, welches am Schritt 110 hergeleitet wurde, von der Ausgabeschaltung 12 an den Servoverstärker 6 ausgegeben, ausgelöst durch das periodische Signal von der das periodische Signal bewirkenden Schaltung 13, wobei das Periodische Signal an einer Zeiteinstellung generiert wird, die jedem Zykluspunkt entspricht und den gesamten Vorformlingspritzgußzyklus in eine vorbestimmte Anzahl N unterteilt, d.h. 100 in den bevorzugten Ausführungen. Der Servoverstärker 6 wiederum steuert durch das hydraulische Servoventil 5 den Betrieb des hydraulischen Zylinders 3, um die Position des Dorns 2 oder seines Kernteils 2b entsprechend dem den Dorn- oder Kernteilhub bezeichnenden Steuersignal einzustellen. Genauer gesagt wird die Position des Dorns 2 oder seines Kernteils 2b durch den positionssensor 7 überwacht, welcher das Rückkopplungssignal zum Servoverstärker 6 leitet. Der Servoverstärker 6 gibt ein einer Differenz zwischen dem Steuersignal und dem Rückkopplungssignal bezeichnendes Fehlersignal an das Servoventil 5 weiter, um die Position des Dorns 2 oder seines Kernteils 2b entsprechend dem Steuersignal einzustellen.
Das Rückkopplungssignal wird gleichzeitig zur Überwachungseinheit 14 der Maschinensteuerung 10 zum Überwachen des tatsächlichen Verhaltens des Dorns 2 oder seines Kernteils 2b geleitet.
In einem darauffolgenden Schritt 114 wird geprüft, ob die Vorformlingspritzguß- oder -formzykluszeit vorüber oder abgelaufen ist. In der Praxis wird der Vorformlingspritzgußzyklus mit dem Zykluspunkt "Null" begonnen und mit dem Zykluspunkt "N-1" beendet.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung verständlich ist, folgt das Wandstärkenschema des gespritzten Vorformlings 4 der ausgezogenen Linie A, wie in Fig. 5 gezeigt ist, durch das Einstellen der Breite der Durchflußöffnung oder des Spalts g auf der vorstehend benannten Art. Dementsprechend kann das fertige Produkt, welches keine unterbrochenen Teile, wie zum Beispiel Ringlinien, und keine unerwartete Unebenheit in der Stärke aufweist, mit der optimalen Wandstärke geformt werden.
Es ist verständlich, daß obwohl die Zykluspunkte so eingestellt sind, den Vorformlingspritzgußzyklus in 100 gleiche Zeitintervalle oder -inkremente zu unterteilen, die Anzahl der Zykluspunkte größer eingestellt werden kann, zum Beispiel mit einer Anzahl von 200, so daß das Wandstärkenschema des gespritzten Vorformlings der ausgezogenen Linie A in der Fig. 5 präziser folgt. Weiterhin kann die Anzahl der Hauptpunkte abhängig von den Charakteristiken von beispielsweise der Konfiguration und der benötigten Wandstärke des fertigen Produktes auch größer eingestellt werden.
Es ist weiterhin verständlich, daß es die vorstehende bevorzugte Ausführung möglich macht, eine Zielvorformlingwandstärke teilweise zu modifizieren oder zu ändern, d.h. an einem gewünschten Teil des Vorformlings. Weiterhin macht es die vorstehende bevorzugte Ausführung möglich, nur die gesamte Vorformlingspritzgußzykluszeit wenn gewünscht zu ändern, um das entsprechende Wandstärkenschema des Vorformlings zu liefern. Weiterhin kann in der Fig. 3 der Prozeß zum Schritt 112 zurückkehren, wenn ein Vorformling geformt wird, der die gleiche Konfiguration durch das Speichern der Daten aufweist, die an den Schritten 108 und 110 hergeleitet wurden, obwohl der Prozeß zum Schritt 108 zurückkehrt, wenn die Antwort am Schritt 116 NEIN ist.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 4 die zweite bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es ist verständlich, daß sich die zweite bevorzugte Ausführung nur durch ein Flußdiagramm, welches der ersten bevorzugten Ausführung zugegeben wurde, von der ersten bevorzugten Ausführung unterscheidet, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Entsprechend werden alle Strukturen und Merkmale der ersten bevorzugten Ausführung in der zweiten Ausführung eingesetzt.
Der in der ersten bevorzugten Ausführung durch die Durchflußöffnungen f und g gespritzte Vorformling 4 wird nacheinander an einer vorbestimmten konstanten Länge L durch einen Vorformlingschneider (nicht gezeigt) geschnitten, um, in dem Formhohlraum gehalten, zu einer nächsten Station übertragen zu werden, wie zum Beispiel einer Blasstation, um bis zum vollständigen Kontakt mit den Wänden des Formhohlraums ausgedehnt zu werden, um zum fertigen Formprodukt geformt zu werden. Entsprechend sollte für das aufeinanderfolgende Formen des fertigen Produktes der Vorformlingspritzgußzyklus in taktmäßigen Synchronismen mit dem Betrieb der anderen zugehörigen Vorrichtung stehen, wie zum Beispiel dem Schließen der Form, dem Schneiden des Vorformlings durch den Vorformlingschneider und der Übertragung der Form zur nächsten Station. Das Einstellen der Zeiteinstellungen unter den vorstehend benannten Operationen ist zur Verhinderung einer Dislokation der Wandstärkenvariation verhältnismäßig wichtig, um sicherzustellen, daß der gespritzte Vorformling eine gewünschte (gleichmäßige) Wandstärkenverteilung hat, was dazu führt, daß das fertige Produkt ein gewünschtes Wandstärkenschema aufweist.
Um den taktmäßigen Synchronismus zwischen den zugehörigen Operationen in der gesamten Kunststofformmaschine zu gewährleisten, werden in der zweiten bevorzugten Ausführung Operations- oder Betriebssignale zu den zugehörigen Vorrichtungen an Zeiteinstellungen von vorbestimmten Zykluspunkten geleitet, die nachstehend mit Bezug auf das wie in der Fig. 4 gezeigte Flußdiagramm beschrieben werden.
In Fig. 4, wie auch in der ersten bevorzugten Ausführung, wird das Vorformlingsteuerschema an einem ersten Schritt 200 festgestellt, und die Vorformlingspritzgußzykluszeit wird an einem darauffolgenden Schritt 202 eingestellt. Daraufhin werden jeweils an einem Schritt 204 die Operations- oder Betriebszeiteinstellungen, wie zum Beispiel das Schließen der Form, das Schneiden des Vorformlings durch den Vorformlingschneider und das Übertragen der Form zur nächsten Station synchron mit den entsprechenden Zykluspunkten eingestellt. In dieser bevorzugten Ausführung wird jede der vorstehend benannten Zeiteinstellungen an einem entsprechenden der 100 Zykluspunkte eingestellt.
Darauffolgend wird der Vorformlingspritzguß an einem Schritt 206 begonnen. Die Vorformlingwandstärkensteuerung wird vom Zykluspunkt "Null" an einem darauffolgenden Schritt 208 durchgeführt. Wenn die gezählte Anzahl der Zykluspunkte den voreingestellten Zykluspunkt p erreicht, wird das Operationssignal zum Starten des Betriebs an die entsprechende Vorrichtung an einem Schritt 210 ausgegeben.
Genauer gesagt wird unter der Voraussetzung, daß die Vorformlingspritzzykluszeit T(sec) beträgt, daß der Zykluspunkt zum Beginn des Betriebs einer vorbestimmten Vorrichtung auf die Nummer P eingestellt ist, daß eine Gesamtnummer der Zykluspunkte auf N eingestellt ist und daß eine benötigte Zeit vom Zykluspunkt "Null" bis zum voreingestellten Zykluspunkt P t(sec) beträgt, die folgende Gleichung hergeleitet:
t = T x P / N
Unter der Voraussetzung, daß N gleich 100, T gleich 5(sec) und p gleich 40 betragen, wird dementsprechend weiterhin t gleich 2 (sec). Dies bedeutet, daß eine entsprechende zugehörige Vorrichtung 2(sec) nach dem Start des Vorformlingspritzgußes am Schritt 206 in Betrieb genommen wird. In der Praxis werden die Anzahl der Zykluspunkte, d.h. der periodischen Signale von einem Zeitpunkt des Start s des Vorformlingspritzgußes an, durch einen Zähler gezählt, so daß die entsprechende zugehörige Vorrichtung in Betrieb genommen wird, wenn ein Zählerwert die Nummer P erreicht. Der Abschluß der voreingestellten Vorformlingspritzgußzykluszeit wird an einem Schritt 212 erfaßt, wenn die Anzahl der Zykluspunkte, d.h. wenn der Zählerwert die Nummer 99 erreicht, von der Nummer "Null" an gezählt, und weiterhin, wenn der Zählerwert 99 erreicht, geht der Prozeß zu einem Schritt 214, der überprüft, ob der Vorformlingspritzguß fertig ist. Wenn die Antwort am Schritt 214 NEIN ist, d.h. der Vorformlingspritzguß ist noch nicht fertig, wird der Zählerwert auf Null zurückgestellt, und der Prozeß kehrt zum Schritt 208 zurück.
Wie aus der vorhergehenden zweiten bevorzugten Ausführung ersichtlich ist, folgt durch die wie in den Fig. 3 und 5 gezeigte nacheinanderfolgende Ausführung des Steuerprozesses das Wandstärkenschema des durch die Durchflußpassagen f und g gespritzten Vorformlings 4 genau der wie in Fig. 5 gezeigten ausgezogenen Linie A. Weiterhin wird die Dislokation der Vorformlingwandstärkenvariation effektiv verhindert, um die gewünschte Wandverstärkenverteilung des fertigen Produkts zu gewährleisten, da sich der Betrieb der zugehörigen Vorrichtungen jeweils im taktmäßigen Synchronismus mit dem Vorformlingspritzgußzyklus befindet.
Es ist verständlich, daß die Nummer des Zykluspunktes P abhängig von den Charakteristiken der entsprechenden zugehörigen Vorrichtung variabel eingestellt ist.
Es ist verständlich, daß sich diese Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführung begrenzt und daß verschiedene Änderungen und Modifizierungen gemacht werden können, ohne vom Geist und vom Umfang der in den veränderten Ansprüchen definierten Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel kann die Spline-Interpolation und die darauffolgende Korrektur in der zweiten bevorzugten Ausführung durch eine andere Methode ersetzt werden, solange ein vorbestimmter Zykluspunkt zum Steuern des Betriebs der zugehörigen Vorrichtung benutzt wird. Weiterhin, obwohl der Dorn oder sein Kernteil so ausgeführt ist, um relativ zur preßmatrize zu verrücken, um die Weite der Durchflußpassage oder des Spalts g zu variieren, kann alternativ in den ersten und zweiten bevorzugten Ausführungen die Preßmatrize relativ zum Dorn oder seines Kernteils so verrückt werden, um die Breite der Durchflußpassage oder des Spalts g zu variieren.

Claims

1. Ein Vorformlingstärkesteuersystem, welches eine Preßmatrize und einen Dorn umfaßt, wobei die Preßmatrize und der Dorn relativ zueinander beweglich sind, um die Wandstärke eines zwischen der Preßmatrize und dem Dorn gespritzten Vorformlings während eines Spritzgußzyklus des Vorformlings zu ändern, wobei das Vorformlingstärkesteuersystem umfaßt:

- ein manuelles Dateneingabemittel zur Eingabe einer Vielzahl von Hauptpunkten, bei dem jeder der Hauptpunkte durch eine Zielstärke des Vorformlings und eine abgelaufene Zeit während des Vorformlingspritzgußzyklus definiert ist;

- ein erstes Mittel zum Ausführen einer Spline-Interpolation, um zwischen den eingegebenen Hauptpunkten zu interpolieren, um ein erstes Vorformlingsteuerschema herzuleiten;

- ein zweites Mittel zum Korrigieren des ersten Vorformlingsteuerschemas, um zu erlauben, daß der Maximal- oder Minimalwert der Hauptpunkte einen Grenzwert für die Ziel stärke des Vorformlings während des Vorformlingspritzgußzyklus zum Herleiten eines zweiten Vorformlingsteuerschemas anzeigt;

- ein drittes Mittel zum Einstellen von Zykluspunkten, welche den Vorformlingspritzgußzyklus in eine vorbestimmte Anzahl von gleichen Zeitintervallen unterteilen;

- ein viertes Mittel, um aufeinanderfolgend periodische Signale an den gleichen Zeitintervallen zu erzeugen;

- ein fünftes Mittel zum Herleiten der Zielstärke des Vorformlings für entsprechende, auf dem zweiten Vorformlingsteuerschema basierende Punkte eines Zyklus an einem Zeitpunkt des Auftretens von jedem periodischen Signal;

- ein Antriebsmittel zum Ausführen der relativen Bewegung zwischen der Preßmatrize und dem Dorn basierend auf der hergeleiteten Zielstärke des Vorformlings, um eine kontrollierte Wandstärkenverteilung des Vorformlings während des Vorformlingspritzgußzyklus zu liefern.

2. Das Vorformlingstärkesteuersystem nach Anspruch 1, worin die Korrektur des ersten Vorformlingsteuerschemas eine Korrektur umfaßt, welche gestattet, daß die Zielvorformlingstärke zwischen den benachbarten Hauptpunkten, den Zielvorformlingstärken der benachbarten Hauptpunkte gleichen, wenn die Zielvorformlingstärke der benachbarten Hauptpunkte den gleichen Wert hat.

3. Vorformlingstärkesteuersystem nach Anspruch 1, worin das Antriebsmittel die Bewegung des Dorns relativ zur Preßmatrize steuert und ein sechstes Mittel zum Herleiten einer Größe eines Hubs des Dorns basierend auf der hergeleiteten Zielstärke vorgesehen ist und worin das Antriebsmittel die Bewegung des Dorns basierend auf der hergeleiteten Größe des Dornhubs steuert.

4. Vorformlingstärkesteuersystem nach Anspruch 3, worin ein siebtes Mittel zum Produzieren von eine Position des Dorns bezeichnenden Rückkopplungsdaten vorgesehen ist und worin das Antriebsmittel die Bewegung des Dorns basierend auf der hergeleiteten Größe des Dornhubs und der Rückkopplungsdaten steuert.

5. Vorformlingstärkesteuersystem nach Anspruch 1, worin wenigstens einer der Zykluspunkte einen Zeitpunkt zum Auslösen des Betriebs einer zugehörigen Vorrichtung definiert.

6. Vorformlingstärkesteuersystem nach Anspruch 5, worin der Zeitpunkt durch das Zählen der periodischen Signale erfaßt wird.

7. Ein Vorformlingstärkesteuerverfahren, in welchem ein zwischen einer Matrize und einem Dorn definierter Spalt durch ein Spalteinstellmittel eingestellt wird, um die Stärkewerte eines durch den Spalt gespritzten Vorformlings zu steuern, welches die Schritte umfaßt:

- daß eine Vorformlingformzeit und ein Zielvorformlingstärkewert an zwei Achsen, die sich senkrecht zueinander schneiden, definiert werden;

- daß Hauptpunkte an einer Vielzahl von Punkten eingestellt werden, die durch das Berücksichtigen einer Stärkenvariation des Vorformlings ermittelt werden;

- daß ein Schema durch das Interpolieren zwischen den Hauptpunkten unter Verwendung der Methode der Spline-Interpolation und weiterhin durch das Korrigieren dieser Interpolation ausgebildet wird, um den Maximal- oder Minimalwert der Hauptpunkte zum Grenzwert zu machen;

- daß Zykluspunkte, die eine Vorformlingformzykluszeit in eine vorbestimmte Anzahl von gleichen Zeitintervallen unterteilen, vorgegeben werden;

- daß ein Zielvorformlingstärkewert für eine entsprechende Vorformlingformzeit für jeden der Zykluspunkte unter Benutzung des Schemas hergeleitet wird;

- daß eine Position des Dorns gesteuert wird, um einen hergeleiteten Zielvorformlingstärkewert zu liefern.

8. Das Vorformlingstärkesteuerverfahren nach Anspruch 7, das weiterhin umfaßt,

- einen Schritt, daß ein Betriebssignal an eine zugehörige Vorrichtung an wenigstens einem der Zykluspunkte zum Auslösen des Betriebs der zugehörigen Vorrichtung ausgegeben wird, um so einen taktmäßigen Synchronismus zwischen dem Vorformlingformprozeß und einem anderen, durch die zugehörige Vorrichtung ausgeführten Prozeß zu liefern.