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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgießmaschine und insbesondere
auf eine Verbesserung eines Verfahrens zur Steuerung des Antriebs
einer Schnecke in einem Zumess- oder Dosierprozess.
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Beschreibung
verwandter Technik
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Motorgetriebene
Spritzgießmaschinen
wurden in den letzten Jahren in ansteigendem Maße zusammen mit einem Servomotor
verwendet, der als Ersatz für
einen hydraulischen Betätiger
eingesetzt wurde. Die Betriebsweisen solcher Spritzgießvorrichtungen,
unter Verwendung eines Servomotors werden unten zusammengefasst.
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Eine
Schnecke oder Schraube wird mit einem Servomotor in einem Plastizier/Zumessprozess verdreht,
um die Schrecke in Rotation zu versetzen. Die Schnecke ist innerhalb
eines Heizzylinders angeordnet. Von einem Trichter aus wird Harz
zu einem hinteren Teil der Schnecke im Heizzylinder zugeführt. Die
Drehung der Schnecke schmelzt das Harz und transportiert es nach
vorn, wobei auf diese Weise eine bestimmte bemessene Harzmenge in
einen Nasenteil des Heizzylinders eingespeist wird. Während dieser
Zeit wird die Schnecke in folge eines Gegen- bzw. Rückdrucks
des im Nasenteil des Heizzylinders eingeschlossenen geschniolzenen
Harzes angetrieben.
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Eine
Einspritzwelle ist direkt mit dem hinteren Endteil der Schnecke
verbunden. Die Einspritzwelle ist drehbar durch eine Druckplatte über ein
Lager gelagert. Die Einspritzwelle wird in Axialrichtung mit einem
Servomotor angetrieben, und zwar zum Einspritzen, wobei die Halterung
auf der Druckplatte erfolgt. Die Druckplatte bewegt sich nach vorne
und nach hinten, und zwar entlang von Führungsstangen ansprechend auf
den Betrieb des Servomotors zum Zwecke des Einspritzens durch eine
Kugelschraube. Der oben erwähnte
Rück- oder
Gegendruck des ge schmolzenen Harzes wird unter Verwendung einer Lastzelle
detektiert und wird durch eine Regelschleife geregelt, was weiter
unten im Einzelnen beschrieben wird.
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Sodann
erfolgt in einem Füllprozess,
ein Vorschub der Druckplatte mittels Antriebs des Servomotors zum
Einspritzen. Ein Nasenteil, der Schnecke dient als ein Kolben zum
Füllen
einer Form mit dem geschmolzenen Harz.
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Das
geschmolzene Harz füllt
den Raum innerhalb des Hohlraums am Ende des Füllvorgangs. Zu diesem Zeitpunkt
wird die Steuer- oder Regelbetriebsart für die Vorschubbewegung der
Schnecke von einer Geschwindigkeitsregelbetriebsart auf eine Druckregelbetriebsart
umgeschaltet. Diese Umschaltung wird als ein „V (Velocity) – P (Pressure)
Umschalten" bezeichnet.
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Darauffolgend
auf die V-P Umschaltung wird dem Harz im Hohlraum der Form gestattet
sich unter einem vorbestimmten Druck abzukühlen. Dieser Prozess wird als
ein Verweilprozess bezeichnet. In diesem Verweilprozess wird der
Druck des Harzes in einer Regelschleife geregelt, und zwar wie in
der oben erwähnten
Gegendruckregelung.
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Sodann
kehrt der Betrieb der Spritzgießvorrichtung
nach Vollendung des Verweilprozesses zu dem Plastizier/Zumessprozess
zurück.
Andererseits wird in einer Klemmvorrichtung ein Ausstoßbetrieb durchgeführt, um
ein festes Produkt aus der Form auszustoßen, und zwar parallel zum
Plastizier/Zumessprozess. Der Ausstoßbetrieb umfasst das Öffnen der
Form zur Entfernung des festen Produkts aus der Form, und zwar mittels
eines Ausstoßmechanismus
und sodann das Schließen
der Form für
die Harzfüllung.
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Wie
weiter unten im Einzelnen beschrieben werden wird, wird die Drehzahl
oder Drehgeschwindigkeit der Schnecke in dem Zumessprozess derart bestimmt,
dass sich die Schnecke mit der höchsten Drehzahl
zu Beginn des Zumessens dreht, wobei eine Schrittweise Verringerung
im Verlauf des Zumessens erfolgt. Es ist insbesondere Notwendig
eine lineare oder quadratische Funktion einzusetzen, um eine anfängliche
(Start) Drehung der Schnecke zu Beginn des Zumessprozesses zu verringern,
bis die Drehzahl einen vorbestimmten Wert N erreicht. Zu diesem
Zwecke sollte die Startoperation oder der Startvorgang soweit verlangsamt
werden, bis die Drehzahl den vorbestimmten Wert N erreicht. Dies verlängert die
Zeitdauer, bevor der vorbestimmte Wert N erreicht wird, und verlängert wiederum
einen Formzyklus.
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Zudem
ist es erforderlich, dass die Drehzahl der Schnecke während des
Zumessprozesses schrittweise bestimmt wird und zwar abhängig von
einem Hub, d.h. einer Position der Schnecke, wobei die Verweilzeit
des Harzes in Betracht gezogen wird. Mehrere derartige Werte für die Drehzahl
vorzusehen ist mühsam
und umständlich,
da dies dann getan werden sollte, wenn es notwendig wird einen Durchmesser
der Schnecke zu ändern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur
Steuerung des Antriebs einer Schnecke vorzusehen, wobei die Anfangsdrehung der
Schnecke zu Beginn des Zumessprozesses verlangsamt wird, ohne die
Zeitperiode zu verlängern, die
erforderlich ist bevor der vorbestimmte Wert N erreicht wird.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur
Steuerung bzw. Regelung des Antriebs einer Schnecke vorzusehen,
bei dem die Drehzahl der Schnecke leicht während des Zumessprozesses eingestellt
werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf eine Spritzgießmaschine anwendbar, die eine
Einspritzvorrichtung aufweist, und zwar mit einer Antriebseinheit
zur Verwendung bei der Drehung einer Schnecke und mit einem Regler
bzw. einer Steuerung zum Regeln der Antriebseinheit.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Drehzahl N zuvor
im Regler eingestellt, und zwar als ein Einstellwert, bei dem die Schnecke
in einem Zumessprozess gedreht wird. Der Regler dreht die Schnecke
mit einer ge ringen Beschleunigung A1 bis die Drehzahl der Schnecke
einen Wert NK erreicht (wobei NK < N). Danach führt der Regler
eine Regeloperation aus, um die Schnecke mit einer Beschleunigung
A2 zu drehen, bis die Drehzahl der Schnecke den Wert N erreicht,
wobei die Beschleunigung A2 größer ist
als die Beschleunigung A1. Die Drehzahl NK wird
als ein vorbestimmtes Verhältnis
K relativ zur Drehzahl N definiert.
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Zudem
ist die vorliegende Erfindung auch bei einer Spritzgießmaschine
anwendbar, die eine Einspritzvorrichtung bei der Drehung der Schnecke
und mit einer zweiten Antriebseinheit zur Verwendung bei der Bewegung
der Schnecke in Axialrichtung, und zwar mit einer Einspritzwelle;
ferner ist ein Positionsdetektor vorgesehen, um eine Position der
Schnecke zu bestimmen; schließlich
ist eine Steuervorrichtung bzw. ein Regler vorgesehen, um die erste
Antriebseinheit entsprechend einem Wert zu regeln bzw. zu steuern,
der eine Anzeige der detektierten Position geliefert vom Positionsdetektor
ist.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Drehzahl Ns
und Ne als Einstellwerte bestimmt, bei der die Schnecke zu Beginn
bzw. am Ende des Zumessprozesses gedreht wird. Der Regler führt einen
Betrieb aus, um die Drehzahl der Schnecke über den Zumessprozess hinweg
zu interpolieren und zu regeln, und zwar vom Beginn bis zum Ende
abhängig
von den Drehzahlen Ns und Ne und dem Wert, der eine Anzeige bildet
für die
detektierte Position geliefert vom Positionsdetektor.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Für ein vollständigeres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung, sei nun auf die beigefügten Zeichnungen
hingewiesen; In der Zeichnung zeigt:
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1 eine schematische Ansicht
einer motorangetriebenen Spritzgießmaschine, die eine Einspritzvorrichtung
aufweist, welche durch einen Servomotor angetrieben ist;
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2A und 2B erläuternde Ansichten welche eine
Konfiguration einer Schnecke gemäß 1 veranschaulichen;
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3A und 3B graphische Darstellungen, welche den
Gegendruck einer Schnecke veranschaulichen, und ferner eine Drehzahl
einer Schnecke mit der die Schnecke in einem Zumessprozess in einer
konventionellen motorbetriebenen Gießmaschine gedreht wird;
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4 eine graphische Darstellung
der Drehzahl einer Schnecke mit der die Schnecke in einem Zumessprozess
gedreht wird, und zwar zur Verwendung bei der Beschreibung, wie
der Antrieb der Schnecke gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung gesteuert bzw. geregelt werden soll; und
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5 eine graphische Darstellung
einer Drehzahl der Schnecke, mit der die Schnecke in dem Zumessprozess
gedreht wird, und zwar zur Verwendung bei der Beschreibung, wie
der Antrieb der Schnecke gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung gesteuert oder geregelt werden soll.
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Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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1 zeigt eine Konfiguration
einer motorbetriebenen Spritzgießmaschine, die eine Einspritzvorrichtung
aufweist, welche durch Servomotoren betätigt wird, und zwar erfolgt
diese Beschreibung zum Zwecke der Erleichterung des Verständnisses der
vorliegenden Erfindung. Die Einspritzvorrichtung dreht eine Schnecke
mittels der Übertragung
einer Drehbewegung des Servomotors in eine Linearbewegung über eine
Kugelschraube und eine Nut.
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In 1 wird die Drehung eines
Einspritzservomotors 11 auf eine Kugelschraube 12 übertragen. Eine
Nut 13 ist an einer Druckplatte 14 derart befestigt,
dass sie ansprechend auf die Drehung der Kugelschraube 12 vorgeschoben
und zurückgezogen wird.
Die Druckplatte 14 ist entlang von Führungsstangen 15, 16 befestigt
an einem Basisrahmen (nicht gezeigt) beweglich. Die Rückwärts- und
Vorwärtsbewegung
der Druckplatte 14 wird auf eine Schnecke 20 über ein
Lager 17, eine Lastzelle 18 und eine Einspritzwelle 19 übertragen.
Die Schraube 20 ist innerhalb eines Heizzylinders 21 derart
positioniert, dass sie drehbar und axial in Axialrich tung bewegbar
ist. Der dem Hinterteil der Schnecke 20 entsprechende Heizzylinder 21 ist
mit einem Trichter 22 zur Eingabe eines Harzes ausgestattet.
Die Drehbewegung des Schneckendrehservomotors 24 wird auf die
Einspritzwelle 19 über
ein Kupplungsglied 23 übertragen,
welches beispielsweise einen Riemen und eine Riemenscheibe aufweisen
kann. Anders ausgedrückt,
dreht sich die Schnecke 20 infolge der Drehung der Einspitzwelle 19 angetrieben
durch den Schneckendrehservomotor 24.
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In
einem Plastizier/Zumessprozess wird geschmolzenes Harz in dem Heizzylinder
21 am Kopfende der Schnecke 20 gespeichert, d.h. auf der
Seite einer Düse 21-1 dann,
wenn die Schnecke 20 zurückgeht, während der Heizzylinder 21 rotiert.
Das geschmolzene Harz vor der Schnecke 20 wird sodann in
eine Form eingefüllt
und zur Formung unter Druck gesetzt und zwar durch Vorschub der
Schnecke 20 im Heizzylinder 21. Eine auf das Harz
wirkende Kraft wird durch die Lastzelle 18 als eine Reaktionskraft, nämlich ein
Druck detektiert. Der detektierte Druck wird durch einen Lastzellenverstärker 25 verstärkt und
dann an eine Steuervorrichtung 26 geliefert.
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Ein
Positionsdetektor 27 ist an der Druckplatte 14 zum
Detektieren der Bewegungsgröße der Schnecke 20 angebracht.
Ein Detektionssignal von dem Positionsdetektor 27 wird
durch einen Verstärker 28 verstärkt und
dann an die Steuervorrichtung oder den Regler 26 geleitet.
Die Steuervorrichtung 26 liefert einen Strom (Drehmoment)
Befehl an die Servoverstärker 29 und 30,
und zwar abhängig
von den oben erwähnen
Prozessen für
jeden der Werte eingestellt durch einen Benutzer. Der Servoverstärker 29 steuert
ein Ausgangsdrehmoment des Servomotors 11 mittels der Steuerung
oder Regelung eines Antriebsstroms des Servomotor 11. Der
Servoverstärker 30 steuert
bzw. regelt eine Drehzahl des die Schnecke drehenden Servomotors 24 mittels
der Steuerung eines Antriebstroms für den Schneckendrehservomotor 24.
Der Einspritzservomotor 11 und der Schneckendrehservomotor 24 sind
mit Codierern 31 bzw. 32 ausgestattet, um eine
Drehzahl zu detektieren. Die durch die Codierer 31 und 32 detektierte Drehzahl
wird an die Steuer oder Regelvorrichtung 26 geliefert.
Insbesondere wird die Drehzahl detektiert durch den Codierer 32 dazu
verwendet, um eine Drehzahl der Schnecke 20 zu bestimmen.
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Es
sei bemerkt, dass die in 1 gezeigte Konfiguration
aus Gründen
der Einfachheit und Bequemlichkeit vorgesehen ist. Eine spezielle
Konfiguration der Einspritzvorrichtung ist beispielsweise in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-174626 beschrieben.
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Die
Beschreibung sei nunmehr unter detaillierter Bezugnahme auf die 2A und 2B hinsichtlich der Schnecke 20 vorgenommen.
In 2A wird die Schnecke 20 durch
vier Abschnitte gebildet: einen Einspeiseabschnitt 20-1,
einen Kompressionsabschnitt 20-2, einen Zumessabschnitt 20-3 und
einen Kopfabschnitt 20-4. Der Einspeisungsabschnitt 20-1 dient
dazu, um Harz vom Trichter 22 (1) einzuspeisen, und zwar in einem festen
oder teilweise geschmolzenen Zustand. Eine Temperatur des Harzes
wird erhöht,
und zwar im Speiseabschnitt 20-1 auf einen Schmelzpunkt.
Dies in Betracht ziehend, hat der Einspeiseabschnitt 20-1 typischerweise
ein stangenförmiges
Glied 20-1 (2B)
von im allgemeinen konstanten Durchmesser entlang der Länge und
besitzt eine schraubenförmige
Nut in der Umfangsoberfläche
davon.
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Die
von dem Speiseabschnitt 20-1 an dem Kompressionsabschnitt 20-2 gelieferten
Harzteilchen sind von einander beabstandet. Daher besitzt das geschmolzene
Harz im Kompressionsabschnitt 20-2 annähernd das halbe Volumen des
Harzes vor dem Schmelzen. Der Kompressionsabschnitt 20-2 dient zur
Verminderung des Raumes, durch den das Harz laufen kann, um das
reduzierte Volumen zu berücksichtigen.
Dies kann erreicht werden mittels der Verjüngung des stangenförmigen Gliedes 20 an
der Position entsprechend dem Kompressionsabschnitt 20-2 um
die schraubenlinienförmige
Nut flach zu machen. Der Kompressionsabschnitt 20-2 komprimiert das
geschmolzene Harz, erhöht
einen exothermen Effekt hervorgerufen durch Reibung und vergrößert den
Druck im Harz, um die Luft im Heizzylinder 21 zurückzustoßen und
auch die Feuchtigkeit und flüchtiges
Gas oder Gase enthalten in der Luft und als Verunreinigungen in
dem Harz zum Trichter 22. Wie sich aus obigem ergibt, befindet
sich der Harzdruck im Heizzylinder 21 auf seinem höchsten Pegel
im Kompressionsabschnitt 20-2.
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Das
stangenförmige
Glied 20' besitzt
den größten Durchmesser
in dem Bereich entsprechend dem Zumessabschnitt 20-3. Der
Zumessabschnitt 20-3 besitzt die flachste schraubenlinienförmige Nut ausgebildet
in dem stangenförmigen
Glied 20'.
Das Harz wird in dem Zumessabschnitt 20-3 einer großen Scherkraft
ausgesetzt und auf eine gleichförmige Temperatur
mit einer internen exothermen Reaktion erhitzt. Eine bestimmte Harzmenge
wird sodann zur Düsenseite
im Heizzylinder 21 hin eingespeist.
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Die
Einspeisung des geschmolzenen Harzes vom Zumessabschnitt 20-3 zur
Düsenseite
wird durch einen Rückschlagventilring 20-5 im
Kopfabschnitt 20-4 ausgeführt. Der Rückschlagventilring 20-5 ist
an einer Stelle näher
zur linken Seite in der Figur hin während des Zumessprozesses angeordnet.
In diesem Zustand kann geschmolzenes Harz in den Zumessabschnitt 20-3 zur
Düsenseite
hin eingespeist werden.
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Nach
Vollendung des Zumessprozesses bewegt sich der Rückschlagventilring 20-5 zur rechten Seite
in der Figur, da eine Druckdifferenz vorliegt. In Folge dessen wird
das Harz daran gehindert, zurück von
der Düsenseite
weg zum Zumessabschnitt 20-3 zu fließen. Der Kopfabschnitt 20-4 ist
typischerweise gesondert von dem stangenförmigen Glied 20' ausgebildet.
Der Kopfabschnitt 20-4 besitzt ein wegstehendes Gewinde
ausgebildet am Fußteil
davon. Das stangenförmige
Glied 20' besitzt
ein nach innen stehendes oder weibliches Gewinde ausgebildet in
einem Ende davon. Der Kopfabschnitt 20-4 ist mit dem stangenförmigen Glied 20' gekuppelt und
zwar mittels des nach außen
stehenden Gewindes ausgebildet im Kopfabschnitt 20-4 und
des weiblichen Gewindes im stangenförmigen Glied 20'. Zu diesem
Zweck ist der Fußteil
des Kopfabschnitts 20-4 signifikant kleiner im Durchmesser
als das stangenförmige Glied 20'.
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Unter
Bezugnahme auf die 3A und 3B wird beschrieben, wie
die Drehzahl der Schnecke im Zumessprozess bestimmt wird. 3A zeigt eine Zumessposition, d.h.
eine Schneckenposition abhängig vom
Gegendruck der Schnecke. Andererseits zeigt 3B die Zumessposition abhängig von
einer Drehzahl der Schnecke. Beide 3A und 3B sind beispielsweise für eine vierstufige
Einstelloperation.
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Unter
den vier Stufen des Einstellens werden die ersten drei Stufen im
Allgemeinen dazu verwendet, um die Temperatur des Harzes zu vergleichmäßigen. In
diesen drei Stufen wird das Harz bei einer hohen Temperatur zugemessen
und zwar in Kombination mit einer relativ hohen Schneckendrehzahl und
einem niedrigen Gegendruck in der vorherigen Hälfte des Heizzylinders 21.
Während
des Zumessens wird die Verweilzeit für das Harz erhöht. Die Drehzahl
wird schrittweise vermindert, um die exotherme Größe zu erhöhen, und
zwar in Folge des Scherens des Harzes während der Gegendruck erhöht wird.
Die vierte und letzte Stufe dient dazu, um eine Einstellung vorzunehmen,
und zwar zur Verbesserung der Genauigkeit des zugemessenen Wertes der
zu Beginn des Füllprozesses
verwendet wird. Genauer gesagt gilt Folgendes: eine sehr niedrige
Drehzahl und ein sehr niedriger Gegendruckwert werden eingestellt,
um ein darüber
hinauslaufen der Schnecke an der Position zwei oder drei Millimeter
vor dem Vollendungspunkt des Zumessens und auch Rückfluss
des Harzes zu vermeiden.
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Wie
aus obigen klar sein sollte, ist die Drehzahl der Schnecke im Zumessprozess
am Höchsten zu
Beginn des Zumessens und wird danach schrittweise vermindert. Auf
diese Weise empfängt
der Kopfabschnitt 20-4 der Schnecke 20 am Beginn
der Drehung der Schnecke 20 eine große Belastung. Eine derart große Belastung
oder Last kann den Gewindeteil des Kopfabschnitt 20-4 schädigen.
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Der
Rückschlagventilring 20-5 ist
nahezu in Kontakt mit der Innenwand des Heizzylinders 21.
Infolgedessen bewegt sich die Schnecke 20 zu Beginn der
Drehung der Schnecke 20 bei Initiierung des Zumessens nicht.
Dies bedeutet, dass die Drehung der Schnecke 20 eine örtliche
Erhitzung infolge der Reibung zwischen dem Rückschlagventilring 20-5 und der
Innenwand des Heizzylinders 21 zur Erzeugung von Wärme verursacht.
Die Wärme
kann in nachteiliger Weise das Harz beeinflussen. Im Hinblick darauf wird
eine lineare oder quadratische Funktion verwendet, um eine anfängliche
(Start) Drehung der Schnecke zu Beginn des Zu messprozesses zu verlangsamen,
und zwar für
einen vorbestimmten Wert N der Drehzahl zu Beginn des Zumessens.
Dies erfordert jedoch, dass der Startprozess oder die Startoperation
solange verlangsamt wird bis die Drehzahl den vorbestimmten Wert
N erreicht. Es verlängert
die Zeitdauer, bevor der vorbestimmte Wert N erreicht wird, und
dies wiederum verlängert
einen Formungszyklus. Ferner muss die Drehzahl der Schnecke 20 während des
Zumessprozesses schrittweise bestimmt werden, und zwar abhängig von
einem Hub, d.h. einer Position der Schnecke 20, wobei die
Verweilzeit des Harzes in Betracht gezogen wird. Das Vorhandensein
mehrerer derartiger Werte für
die Drehzahl ist mühevoll
und störend,
da dies dann erfolgen sollte, wenn es notwendig wird den Durchmesser
der Schnecke 20 zu ändern.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 sei
ein Verfahren zur Regelung bzw. Steuerung des Antriebs einer Schnecke
gemäß einer
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dieses Verfahren kann bei
einer motorbetriebenen Einspritzvorrichtung angewandt werden, und
zwar angetrieben mit einem Servomotor, wie dies in Verbindung mit 1 beschrieben wurde. Bei
dem Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung des Antriebs der Schnecke
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
angewandt auf die Einspritzvorrichtung gemäß 1 sind die Regeloperationen, erreicht
durch den Regler 26, unterschiedlich von denjenigen, die
bei der konventionellen Einspritzvorrichtung erhalten wurden. Die
folgende Beschreibung bezieht sich auf die 1, 2A und 2B und auch auf die 4.
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Um
das Verfahren zur Regelung des Antriebs der Schnecke gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
durchzuführen,
muss ein Benutzer einen Wert (Drehzahl) im Regler 26 einstellen,
und zwar für
die Drehzahl oder Drehgeschwindigkeit der Schnecke zu Beginn des
Zumessens. Der Regler 26 führt eine Regeloperation durch,
um die Schnecke 20 bei niedriger Beschleunigung A1 zu drehen,
bis die Drehzahl der Schnecke 20 einen Wert (Drehzahl oder
Drehgeschwindigkeit) NK erreicht. Die Drehzahl
NK wird als ein vorbestimmtes bestimmtes
Verhältnis
K relativ zur Drehzahl N definiert. Nachdem die Drehzahl der Schnecke
die Drehzahl NK erreicht, führt der
Regler 26 eine Regeloperation durch, um die Schnecke mit einer
Beschleunigung A2 zu drehen, bis die Drehzahl der Schnecke 20 die
Drehzahl N erreicht. Die Beschleunigung A2 hat einen Wert, der größer ist
als derjenige der Beschleunigung A1. Zudem wird das Verhältnis K
derart bestimmt, dass die davon abhängige Drehzahl NK nicht
die Anlage einer plötzlichen Last
an dem Kopfabschnitt 20-4 der Schnecke bewirkt, was eine
Schädigung
hervorrufen kann.
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Insbesondere
berechnet in diesem Ausführungsbeispiel
der Regler 26 ein Zeitintervall T1 vom Beginn des Zumessprozesses,
bis zu der Zeit, wenn die Drehzahl die Drehzahl NK erreicht,
und zwar unter Verwendung des vorbestimmten Wertes N der Drehzahl.
Der Regler oder die Steuervorrichtung 26 regelt bzw. steuert
den Schneckendrehservomotor 24, um sicherzustellen, dass die Schnecke 20 sich
mit der Beschleunigung A1 während
des berechneten Zeitintervalls T1 verdreht. Sodann berechnet der
Regler 26, ein Zeitintervall T2 zwischen dem Punkt, wo
die Drehzahl NK erreicht wird bis zu dem
Punkt, wo die Drehzahl die Drehzahl N erreicht. Beim Erreichen des
Wertes NK der Drehzahl der Schnecke 20 versetzt
bzw. schaltet die Steuervorrichtung bzw. Regler 26 die
Steuerung oder Regelung des Schneckendrehservomotors 24 um
sicher zustellen, dass sich die Schnecke 20 auf der Beschleunigung
A2 während
des berechneten Zeitintervalls T2 befindet.
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Das
Starten der Schneckendrehung wird graduell vorgesehen, es wird somit
keine signifikante Last an den Kopfabschnitt 20-4 angelegt.
Dies ist ähnlich
einer Situation, wo ein Dämpfungseffekt
während
des Startvorgangs erhalten wird. Die Schnecke startet bis zu der
Beschleunigung A2 während
des Zeitintervalls zwischen der Drehzahl NK bis
zur Drehzahl N, die signifikant größer ist als die Beschleunigung
A1. Daher ist die zum Erreichen der Drehzahl N erforderliche Zeitdauer
nicht stark verlängert.
Ferner beginnt die Bewegung der Schnecke vor dem Starten bei der
Beschleunigung A2. Somit wird kein örtliches Erhitzen erzeugt,
was ansonsten infolge der Reibung zwischen dem Rückschlagventilring 20-5 und
der Innenwand des Heizzylinders 21 auftreten kann. Dies bedeutet,
dass jeder nachteilige Effekt auf das Harz infolge örtlichen
Erhitzens vermieden werden kann.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird, wie oben beschrieben, das Starten der Schnecke zu beginn des
Zumessprozesses in der Weise vorgesehen, dass der automatische Dämpfungseffekt
bewirkt wird, und zwar einfach mittels des Einstellens des vorbestimmten
Wertes N der Drehzahl bei der die Schnecke zu Beginn des Zumessprozesses
gedreht wird, wobei jedweder Schaden des Kopfabschnitts und nachteilig örtliche
Erhitzung vermieden werden.
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5 veranschaulicht ein Verfahren
zur Regelung des Antriebs der Schnecke gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Dieses Verfahren kann auch bei einer motorgetriebenen
Einspritzvorrichtung, angetrieben mit einem Servomotor, wie dies
in Verbindung mit 1 beschrieben
ist, verwendet werden. Bei dem Verfahren zur Steuerung des Antriebs
der Schnecke gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
angewandt auf die Einspritzvorrichtung gemäß 1 sind jedoch die Steueroperationen,
die durch den Regler erreicht werden unterschiedlich von denjenigen
in der konventionellen Einspritzvorrichtung. Die folgende Beschreibung
wird im Hinblick auf die 1, 2A und 2B und auch 5 vorgenommen.
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Zum
Vorsehen des Verfahrens zur Steuerung bzw. Regelung des Antriebs
der Schnecke gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
muss der Benutzer lediglich die Werte Ns und Ne im Regler 26 einstellen, und
zwar für
die Drehzahl der Schnecke zu Beginn bzw. am Ende des Zumessprozesses.
Der Regler 26 interpoliert die Drehzahl der Schnecke vom
Beginn an bis zum Ende des Zumessprozesses, und zwar unter Verwendung
der vorbestimmten Werte Ns und Ne für die Drehzahl und auch eines
Positionsdetektionswertes geliefert vom Positionsdetektor 27.
Der Regler bzw. die Steuervorrichtung 26 steuert bzw. regelt
den Schneckendrehservomotor 24 entsprechend dem interpolierten
Wert. Insbesondere verwendet der Regler 26 eine lineare
Interpolartion, wie dies durch einen ausgezogenen Linie in 5 gezeigt ist, und zwar
für die
Drehzahl der Schnecke 20 vom Beginn bis zum Ende des Zumessprozesses,
und zwar entsprechend dem Positionsdetektionswert, d.h. der laufenden
Schneckenposition basierend auf den Werten Ns und Ne der vorbestimmten
Drehzahl und der Schraubenpositionen Ss und Se am Beginn bzw. Ende
des Zumessprozesses. Die Schraubenposition Ss am Beginn des Zumessprozesses
entspricht der Position der Schraube dann, wenn die Drehzahl der Schraube 20 den
Wert Ns erreicht.
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Wenn
die laufende Schneckenposition für den
in
5 gezeigten Fall
X ist, so ist eine interpolierte Drehzahl Y der Schnecke wie folgt
gegeben:
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Der
Regler 26 kann den Wert Ns als die Drehzahl der Schnecke
verwenden, bis die Schnecke eine Position S1 zwischen der Schneckenposition
Ss zu Beginn des Zumessens und der Schneckenposition Se am Ende
des Zumessens erreicht und danach kann – nachdem die Schnecke die
Position S1 erreicht – der
Regler einen Regelvorgang mit der Interpolartion, wie durch eine
gestrichelte Linie in 5 gezeigt,
ausführen.
Die Position S1 wird gegeben durch (Ss + Se)/2, was die Hälfte des
Laufs gemäß 5 ist. In diesem Falle verwendet
der Regler 26 auch eine Linearinterpolartion für die Drehzahl
der Schnecke mit der laufenden Schneckenposition X entsprechend
den Werten Ns und Ne sowie die Mittenposition (Ss + Se)/2 und die
Schraubenposition Se, wie in der oben beschriebenen Interpolartion.
Die Position wo die Drehzahl Ns erreicht ist nicht auf die Mittelposition
beschränkt.
Es kann irgendeine andere Position sein, die gemäß einem vorbestimmten Verhältnis erreicht
wird.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist es lediglich notwendig die zwei Werte für die Drehzahl der Schnecke
zu Beginn und am Ende des Zumessprozesses in der oben beschriebenen
Weise zu bestimmen und einzustellen. Dies erleichtert den erforderlichen
Betrieb zum Einstellen des bzw. der Werte und zum Ändern des
eingestellten Werts, wenn dies notwendig ist.
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Obwohl
die obigen Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit einer motorgetriebenen Einspritzformmaschine beschrieben
wurde, kann die Erfindung auch bei einer hydraulisch angetriebenen
Einspritzformmaschine verwendet werden.
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Zahlreiche
Modifikationen sind dem Fachmann gegeben, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen. Zur Bestimmung des Erfindungsbereichs, sei auf die
beigefügten
Ansprüche
hingewiesen.
