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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine motorgetriebene Spritzgussmaschine,
die eine Einspritzvorrichtung aufweist, die durch Servomotoren angetrieben
wird, und genauer gesagt auf eine Verbesserung eines Druckentlastungsverfahrens
in einem Erwärmungszylinder
in einem Plastifizierungs- bzw. Weichmachungs- und Dosierprozess.
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In
den letzten Jahren fanden motorgetriebene Spritzgussmaschinen breite
Verwendung. Die motorgetriebenen Spritzgussmaschinen verwenden als Antriebselemente
bzw. Betätiger
Servomotoren anstelle von hydraulischen Betätigern. Nun wird die Beschreibung
zu den Betrieben einer derartigen Einspritzvorrichtung, die kurz
gesagt Servomotoren als Betätiger
verwendet, voranschreiten.
- (1) In dem Weichmachungs-
und Dosierprozess wird eine Schnecke bzw. Schraube mit einem Schraubendrehservomotor
gedreht. Die Schraube ist innerhalb des Erwärmungszylinders gelegen. Harzpulver
wird als eingespeistes Harz von einer Zuführvorrichtung in einen hinteren
Teil der Schraube des Erwärmungszylinders
eingespeist. Die Drehung der Schraube führt zu einem Einspeisen des
eingespeisten Harzes mit einer vorbestimmten, zugemessenen Menge
in einen Spitzen- und Nasenteil des Erwärmungszylinders, wobei das
eingespeiste Harz durch den Erwärmungszylinder
geschmolzen wird, um ein geschmolzenes Harz zu bilden. Während dieser Zeitdauer
wird die Schraube aufgrund des Drucks (Gegendrucks) des geschmolzenen
Harzes zurückgezogen,
das in dem Nasenteil des Erwärmungszylinders
eingeschlossen ist.
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Die
Schraube besitzt einen hinteren Endteil, der direkt mit einer Einspritzwelle
verbunden ist. Die Einspritzwelle wird drehbar auf einer Druckplatte durch
ein Lager getragen. Die Einspritzwelle wird in einer axialen Richtung
durch einen Einspritzservomotor angetrieben, der auf der Druckplatte
getragen ist. Die Druckplatte bewegt sich entlang einer Führungsstange
vorwärts
und rückwärts, und
zwar ansprechend auf den Betrieb des Servomotors durch eine Kugelumlaufspindel.
Auf eine Art und Weise die im Folgenden verständlich wird, wird der oben
erwähnte Gegendruck
des geschmolzenen Harzes durch die Verwendung einer Kraftmesszelle
detektiert und mit einer Rückkopplungssteuerrregelschleife
gesteuert.
- (2) Nachfolgend wird in einem Füllprozess
die Druckplatte mittels des Antriebs des Einspritzservomotors vorgeschoben.
Die Schraube besitzt einen Nasenteil, der als ein Kolben dient,
um eine Form mit dem geschmolzenen Harz zu füllen.
- (3) Am Ende des Füllprozesses
füllt das
geschmolzene Harz den Raum innerhalb eines Hohlraums der Form. Zu
diesem Zeitpunkt weist die Vorschubbewegung der Schraube einen Steuermodus
auf, der von einem Geschwindigkeitssteuermodus zu einem Drucksteuermodus
umgeschaltet wird. Das Umschalten wird als ein „V-P-Schalten" bezeichnet.
- (4) Nach dem G-D-Schalten wird zugelassen, dass sich das Harz
innerhalb des Hohlraums der Form bei einem vorbestimmten Druck abkühlt. Dieser
Prozess wird als ein Verweilprozess bezeichnet. In dem Verweilprozess
weist das Harz einen Druck auf, der in einer Steuerregelschleife in
der gleichen Art und Weise gesteuert wird, wie sie gemeinsam mit
der oben erwähnten
Gegendrucksteuerung beschrieben wurde.
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Nachfolgend
kehrt der Betrieb der Einspritzvorrichtung zu dem Plastifizierungs- und Dosierprozess
gemäß (1) nach
der Vollendung des Verweilprozesses gemäß (4) zurück.
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Anderseits
wird in einer Klemm- bzw. Schließvorrichtung ein Auswerfvorgang
zum Auswerfen eines festen Produkts aus der Form parallel zu dem
Plastifizierungs- und
Dosierprozess gemäß (1) ausgeführt. Der
Auswerfvorgang umfasst das Öffnen der
Form, um das ausgehärtete
Produkt aus der Form mittels eines Auswerfermechanismus zu entfernen,
und danach das Schließen
der Form zur Harzfüllung
gemäß (2).
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Auf
jeden Fall ist es für
den Plastifizierungs- und Dosierprozess wichtig, dass eine hohe
Genauigkeit erreicht wird. Dies kann theoretisch dadurch erreicht
werden, dass die Drehung der Schraube angehalten wird, wobei sich
die Schraube bei einer vorbestimmten, konstanten Drehposition befindet.
In der Praxis ist es jedoch schwierig, dies in einer Art und Weise
zu erreichen, die später
in Verbindung mit den 3A bis 3C und 4A bis 4C beschrieben
wird.
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Ferner
wird auf die
JP 01 148 525 aufmerksam
gemacht, die sich auf eine Plastifizierungsvorrichtung einer motorisierten
Spritzgussmaschine bezieht und ein Verfahren beschreibt, in dem
die Schraube in der normalen Richtung und der entgegengesetzten
Richtung und im Gleichgewicht in einer bestimmten Richtung gedreht
wird, um Harzmaterial entlang der Schraube vor und zurück zu bewegen.
Zu der vorbestimmten Drehrichtung eines Servomotors werden wiederholte
normale und entgegengesetzte Drehbewegungen durch überlagernde,
oszillierende Signale hinzugefügt,
die durch einen Oszillator erzeugt werden, der als ein Oszillationsmittel
zum Erzeugung von Signalen mit einer für die Überlagerung geeigneten Amplitude
und Frequenz vorgesehen ist, und zwar bei einem eingestellten Eingangssignal, welches
von einer Schraubendrehzahleinstellvorrichtung an einen Drehzahlsteuerungs-
und –korrekturverstärker ausgegeben
wird. Um den Bereich der überlagerten
Drehbewegung des Servomotors innerhalb des vorbestimmten Bereichs
zu steuern, ist ferner ein Positionssensor in Reihe zwischen einem
Motorstromsteuerungs- und Leistungsverstärker und dem Servomotor angeordnet
und eine RückkopplungsSchalter
ist von dem Ausgabeende des Positionssensors zu der Eingangsseite
des Motorstromsteuerungs- und Leistungsverstärkers gebildet. Wenn die überlagerten
Signale in die Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsteuer- und –korrekturverstärker eingegeben
werden, wiederholt der Servomotor die normale Drehung und die entgegengesetzte
Drehung und dreht per saldo in der vorbestimmten Drehrichtung, wie
es aus der Phase der Schraubendrehzahl in Bezug auf die verstrichene
Zeit klar ist.
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Ferner
offenbart
US-A-4,755,123 ein
Dosiersystem einer Spritzgussmaschine, welches eine numerische Steuereinheit
mit einer Drehmomentbeschränkungsfunktion
verwendet, um eine Drehzahl und einen Gegendruck einer Schraube
gemäß einer Schraubenposition
zu steuern. Die numerische Steuereinheit liest einen Schraubendrehzahlbefehlswert und
einen Drehmomentbeschränkungswert
gemäß einer
durch einen Codierer detektierten Schraubenposition aus einem nicht
flüchtigen
Speicher aus und gibt den ausgelesenen Schraubendrehzahlbefehlswert
und den Drehmomentbeschränkungswert
an einen zweiten Servomotor aus, der die Schraube dreht, bzw. an
einen ersten Servomotor, der die Schraube in der axialen Richtung
antreibt.
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US-A-5,002,717 offenbart
ein Verfahren zum Steuern der Einspritzung eines geschmolzenen Harzes
durch eine Spritzgussmaschine vom ausgerichteten bzw. in-line Schraubentyp.
Die Formmaschine ist mit einem Kontrollring ausgerüstet, um
das Einspritzen des geschmolzenen Harzes durch das Vorschieben der
Schraube zu ermöglichen
und ebenso um zu verhindern, dass das geschmolzene Harz rückwärts strömt. Gemäß dem Verfahren
wird die Schraube in der normalen Richtung gedreht, um ein Harzmaterial
zu kneten und zu plastifizieren und um ferner das resultierende,
geschmolzene Harz dem freien Endteil der Schraube zuzuführen. Die
Schraube wird dann zurückgezogen,
um eine vorbestimmte Menge des geschmolzenen Harzes zuzumessen und benachbart
zu dem freien Endteil der Schraube zu lagern. Die Schraube wird
als nächstes
in der entgegengesetzten Richtung gedreht, so dass der Druck des
geschmolzenen Harzes auf der Rückseite
des Kontrollrings geringer ist als der des geschmolzenen Harzes,
das auf diese Weise zugemessenen und auf der Vorderseite des Kontrollrings
gelagert ist. Die Schraube wird zurückgezogen, um den Druck des Harzes
auf der Vorderseite des Kontrollrings zu verringern, wodurch ein
Dekompressionshub ausgeführt wird.
Die Schraube wird schließlich
vorgeschoben, um das geschmolzene Harz in eine Form einzuspritzen.
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Gemäß der Erfindung
sind ein Verfahren zum Betreiben einer Spritzgussmaschine gemäß Anspruch
1, eine Steuervorrichtung für
eine Spritzgussmaschine gemäß Anspruch
13, und eine Spritzgussmaschine gemäß Anspruch 14 vorgesehen. Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Druckentlastungsverfahren
für einen
Plastifizierungs- und Dosierprozess einer motorgetriebenen Spritzgussmaschine
vorzusehen, welches imstande ist, einen Gegendruck innerhalb eines
Erwärmungszylinders
und eine Position einer Schraube mit hoher Genauigkeit bei und unmittelbar
nach der Vollendung des Plastifizierungs- und Dosierprozesses zu steuern.
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Andere
Ziele dieser Erfindung werden mit voranschreitender Beschreibung
deutlich werden.
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Ein
Aspekt dieser Erfindung bezieht sich auf ein Druckentlastungsverfahren
in einem Plastifizierungs- und Dosierprozess, der für eine motorgetriebene
Spritzgussmaschine ist, die eine Einspritzvorrichtung aufweist.
Die Einspritzvorrichtung weist Folgendes auf: einen Erwärmungszylinder
zum Erwärmen
von Harzpulver darin, um das Harzpulver in geschmolzenes Harz zu
schmelzen, eine Schraube, die in dem Erwärmungszylinder angeordnet ist,
um das geschmolzene Harz in dem Erwärmungszylinder vorwärts zu führen, um
das Harz zuzumessen, einen Schraubendrehservomotor, der betriebsmäßig mit der
Schraube gekoppelt ist, um die Schraube zu drehen, und einen Einspritzservomotor,
der betriebsmäßig mit
der Schraube gekoppelt ist, um die Schraube entlang einer Axialrichtung
anzutreiben, um das geschmolzene Harz, das in dem Erwärmungszylinder vorne
zugemessen ist, einzuspritzen. Die Einspritzvorrichtung ist mit
einer Kraftmesszelle vorgesehen, um den Gegendruck des geschmolzenen
Harzes in dem Erwärmungszylinder
zu detektieren, das vor der Schraube zugemessen ist, um ein Druckdetektionssignal
zu erzeugen, das eine Anzeige für
den Gegendruck bildet, sowie mit einem Positionsdetektor zum Detektieren
einer Position der Schraube, um ein Positionsdetektionssignal zu
erzeugen, welches eine Anzeige für
die Position der Schraube bildet. Die motorgetriebene Spritzgussmaschine
weist eine Steuervorrichtung auf, um ansprechend auf das Druckdetektionssignal
und das Positionsdetektionssignal, den Antrieb des Schraubendrehservomotors
und des Einspritzservomotors zu steuern.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt dieser Erfindung weist das oben beschriebene Druckentlastungsverfahren
in dem Steuerverfahren, die folgenden Schritte auf: Positionieren
der Schraube ansprechend auf das Positionsdetektionssignal bei einer Dosierungsposition
unter Verwendung des Einspritzservomotors bei und unmittelbar nach
der Vollendung des Plastifizierungs- und Dosierprozesses, und Drehen
der Schraube, ansprechend auf das Druckdetektionssignal, in der
entgegengesetzten Richtung unter Verwendung des Schraubendrehservomotors bei
und unmittelbar nach der Vollendung des Plastifizierungs- und Dosierprozesses,
um die Druckentlastung des geschmolzenen Harzes in dem Erwärmungszylinder
auszuführen,
welches vor der Schraube zugemessen ist.
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In
dem oben erwähnten
Druckentlastungsverfahren kann die Steuervorrichtung die Schraube vorzugsweise
in der entgegengesetzten Richtung drehen, bis der Gegendruck, der
durch das Druckdetektionssignal angezeigt wird, auf einen vorbestimmten
Druck abgesenkt ist. Wünschenswerter
Weise kann die Steuervorrichtung gemäß einer Druckdifferenz zwischen
dem Gegendruck und dem vorbestimmten Druck eine Drehzahl des Schraubendrehservomotors
bestimmen, um die Schraube zu veranlassen, in der entgegengesetzten
Richtung zu drehen. Zusätzlich
kann die Steuervorrichtung die Drehzahl der Schraube in der entgegengesetzten
Richtung auf deren obere Grenze beschränken. Ferner kann die Steuervorrichtung
wünschenswerter
Weise ein Zeitintervall, in welchem die Schraube in der entgegengesetzten
Richtung dreht, auf seine obere Grenze beschränken.
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Ein
weiterer Aspekt dieser Erfindung ist auf eine Steuervorrichtung
gerichtet, für
die Verwendung in einer motorgetriebenen Spritzgussmaschine, die eine
Einspritzvorrichtung aufweist. Die Einspritzvorrichtung weist Folgendes
auf: einen Erwärmungszylinder
zum Erwärmen
von Harzpulver darin, um das Harzpulver in geschmolzenes Harz zu
schmelzen, eine Schraube, die in dem Erwärmungszylinder angeordnet ist,
um das geschmolzene Harz in dem Erwärmungszylinder vorwärts zu führen, um
das geschmolzene Harz zuzumessen, einen Schraubendrehservomotor,
der betriebsmäßig mit
der Schraube gekoppelt ist, um die Schraube zu drehen, und einen Einspritzservomotor,
der betriebsmäßig mit
der Schraube gekoppelt ist, um die Schraube entlang einer Axialrichtung
anzutreiben, um das geschmolzene Harz, das in dem Erwärmungszylinder
vorne zugemessen ist, einzuspritzen. Die Einspritzvorrichtung ist
mit einer Kraftmesszelle vorgesehen, um den Gegendruck des geschmolzenen
Harzes in dem Erwärmungszylinder
zu detektieren, das vor der Schraube zugemessen ist, um ein Druckdetektionssignal
zu erzeugen, das eine Anzeige für
den Druckdetektionswert des Gegendrucks bildet, sowie mit einem
Positionsdetektor zum Detektieren einer Position der Schraube, um
ein Positionsdetektionssignal zu erzeugen, welches eine Anzeige
für den
Positionsdetektionswert der Position der Schraube bildet. Ansprechend
auf das Druckdetektionssignal und das Positionsdetektionssignal
steuert die Steuervorrichtung den Antrieb des Schraubendrehservomotors und
des Einspritzservomotors durch den ersten und zweiten Motorantrieb
durch Beliefern des ersten und zweiten Motorantriebs mit ersten
bzw. zweiten Betätigungsbefehlen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt dieser Erfindung weist die zuvor erwähnte Steuervorrichtung eine
Umkehrdrehanordnung auf, die mit der Kraftmesszelle verbunden ist,
um ansprechend auf das Druckdetektionssignal, die Schraube in der
entgegengesetzten Richtung durch Liefern des ersten Betätigungsbefehls
an den ersten Motorantrieb bei und unmittelbar nach der Vollendung
eines Plastifizierungs- und Dosierprozesses zu drehen, um eine Druckentlastung
des geschmolzenen Harzes in dem Erwärmungszylinder auszuführen, das
vor der Schraube zugemessen ist, sowie eine Positionierungsanordnung,
die mit dem Positionsdetektor verbunden ist, um ansprechend auf
das Positionsdetektionssignal die Schraube bei einer Dosierungsposition
durch Liefern des zweiten Betätigungsbefehls
an den zweiten Motorantrieb bei und unmittelbar nach der Vollendung
des Plastifizierungs- und Dosierprozesses zu positionieren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Ansicht einer herkömmlichen, motorgetriebenen
Spritzgussmaschine, die eine durch Servomotoren angetriebene Einspritzvorrichtung
aufweist;
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2A und 2B sind
erklärende
Ansichten, die gemeinsam eine Konfiguration einer Schraube zur Verwendung
in der herkömmlichen,
motorgetriebenen Spritzgussmaschine zeigen, die in 1 dargestellt
ist;
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3A bis 3C sind
Zeitdiagramme zur Verwendung beim gemeinsamen Beschreiben eines Betriebs
bei und unmittelbar nach der Vollendung eines Plastifizierungs-
und Dosierprozesses in der herkömmlichen,
motorgetriebenen Spritzgussmaschine, die in 1 dargestellt
ist;
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4A bis 4C sind
Zeitdiagramme zur Verwendung beim gemeinsamen Beschreiben eines weiteren
Betriebs bei und unmittelbar nach der Vollendung eines Plastifizierungs-
und Dosierprozesses in der herkömmlichen,
motorgetriebenen Spritzgussmaschine, die in 1 dargestellt
ist;
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5 ist
ein Blockdiagramm eines Steuersystems zur Verwendung in einer Einspritzvorrichtung,
die einen Schraubendrehservomotor und einen Einspritzservomotor
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung zeigt;
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6 ist
ein Blockdiagramm eines Steuersystems zur Verwendung in einer Einspritzvorrichtung,
die einen Schraubendrehmotor und einen Einspritzservomotor gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung zeigt; und
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7 ist
ein Blockdiagramm eines Steuersystems zur Verwendung in einer Einspritzvorrichtung,
die einen Schraubendrehservomotor und einen Einspritzservomotor
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Bezug
nehmend auf 1 wird eine herkömmliche,
motorgetriebene Spritzgussmaschine zunächst beschrieben, um das Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu erleichtern. Die dargestellte motorgetriebene
Spritzgussmaschine führt
ein Befüllen
des geschmolzenen Harzes durch Umwandeln der Drehbewegung eines
Servomotors in eine lineare oder Hin- und Herbewegung unter Verwendung
einer Kugelumlaufspindel und einer Mutter aus.
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In 1 wird
die Drehung eines Einspritzmotors 11 auf eine Kugelumlaufspindel 12 übertragen. Eine
Mutter 13 ist an einer Druckplatte 14 derart befestigt,
dass sie ansprechend auf die Drehung der Kugelumlaufspindel 12 vorgeschoben
und zurückgezogen
wird. Die Druckplatte 14 ist entlang von Führungsstangen 15 und 16 bewegbar,
die an einem Basisrahmen (nicht gezeigt) befestigt sind. Die Rückwärts- und
Vorwärtsbewegung
der Druckplatte 14 wird auf eine Schraube 20 über ein
Lager 17, eine Kraftmesszelle 18 und eine Einspritzwelle 19 übertragen.
Die Schraube 20 ist innerhalb eines Erwärmungszylinders 21 derart
angeordnet, dass sie drehbar und in der axialen Richtung bewegbar
ist. Der Erwärmungszylinder 21,
der dem hinteren Teil der Schraube 20 entspricht, ist mit
einer Zuführvorrichtung 22 vorgesehen,
um das Harzpulver zuzuführen. Die
Drehbewegung des Schraubendrehservomotors 24 wird auf die
Einspritzwelle 19 über
ein Kopplungsglied 23 übertragen,
das sich beispielsweise aus einem Riemen und einer Riemenscheibe
zusammensetzt. Mit anderen Worten dreht sich die Schraube 20 als
Ergebnis davon, dass die Einspritzwelle 19 drehend durch
den Schraubendrehservomotor 24 angetrieben wird.
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Während eines
Plastifizierungs- und Dosierprozesses wird das geschmolzene Harz
in dem Erwärmungszylinder 21 beim
Kopf der Schraube 20 eingeschlossen, und zwar auf der Seite
einer Düse 21-1,
wenn sich die Schraube 20 zurückzieht, während sie sich in dem Erwärmungszylinder 21 dreht. Das
geschmolzene Harz vor der Schraube 21 wird dann in eine
Form (nicht gezeigt) gefüllt
und für
das Formen unter Druck gesetzt. Die Kraft, die auf das geschmolzene
Harz einwirkt, wird durch die Kraftmesszelle 18 als Reaktionskraft,
und zwar als Druck, detektiert. Die Kraftmesszelle 18 erzeugt
ein Druckdetektionssignal, das eine Anzeige für den Druck bildet. Das Druckdetektionssignal
wird durch einen Kraftmesszellenverstärker 25 in ein verstärktes Drucksignal
verstärkt,
welches dann an eine Steuervorrichtung 26' geliefert wird.
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Angebracht
an der Druckplatte 14 detektiert ein Positionsdetektor 27 einen
Bewegungsbetrag der Schraube 20, um ein Positionsdetektionssignal
zu erzeugen, welches eine Anzeige für den Bewegungsbetrag der Schraube 20 bildet.
Das Positionsdetektionssignal wird durch einen Positionsverstärker 28 in ein
verstärktes
Po sitionssignal verstärkt,
welches dann an die Steuervorrichtung 26' geliefert wird. Die Steuervorrichtung 26' liefert erste
und zweite Strom- (Drehmoment-) Befehle an die ersten und zweiten Motorantriebe 29 und 30,
und zwar abhängig
von den gewünschten
Werten, die durch einen Bediener eingestellt wurden.
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Ansprechend
auf den ersten Strom- (Drehmoment-) Befehl steuert der erste Motorantrieb 29 eine
Drehgeschwindigkeit des Schraubendrehservomotors 24 mittels
Steuern eines ersten Antriebsstroms für den Schraubendrehservomotor 24.
Ansprechend auf den zweiten Strom- (Drehmoment-) Befehl steuert
der zweite Motorantrieb 30 eine Drehzahl des Einspritzservomotors 11 mittels
Steuern eines zweiten Antriebsstroms für den Einspritzservomotor 11.
Der Schraubendrehservomotor 24 ist mit einem ersten Codierer 31 vorgesehen,
um eine erste Drehzahl des Schraubendrehservomotors 24 zu
detektieren, um ein erstes Drehzahlsignal zu erzeugen, welches eine
Anzeige für
die erste Drehzahl bildet. Ebenso ist der Einspritzservomotor 11 mit
einem zweiten Codierer 32 zum Detektieren einer zweiten Drehzahl
des Einspritzservomotors 11 vorgesehen, um ein zweites
Drehzahlsignal zu erzeugen, welches eine Anzeige für die zweite
Drehzahl bildet. Die ersten und zweiten Drehzahlsignale werden an
die Steuervorrichtung 26' geliefert.
Insbesondere wird die erste Drehzahl, die durch den ersten Codierer 31 detektiert
wird, zur Bestimmung der Drehzahl der Schraube 20 verwendet.
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Es
sei bemerkt, dass die in
1 dargestellte Konfiguration
den Zwecken der Einfachheit und Bequemlichkeit dient. Eine spezifische
Konfiguration dieser beispielhaften Einspritzvorrichtung ist beispielsweise
in der
japanischen, ungeprüften Patentveröffentlichung
Tokkai Nr. Hei 9-174,626 oder
JP-A-9-174,626 beschrieben.
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Bezug
nehmend auf 2A und 2B wird
die Beschreibung detailliert zu der Schraube 20 voranschreiten.
Wie in 2A gezeigt, besteht die Schraube 20 aus
vier Abschnitten: einem Zuführabschnitt 20-1,
einem Kompressionsabschnitt 20-2, einem Dosierabschnitt 20-3 und
einem Kopfabschnitt 20-4. Der Zuführabschnitt 20-1 dient
dem Zuführen des
Harzpulvers von der Zuführvorrichtung 22 (1)
vor einem festen Zustand oder einem teilweise geschmolzenen Zustand.
Das Harz besitzt eine Temperatur, die bis zu ungefähr einem
Schmelzpunkt bei dem Zu führabschnitt 20-1 erhöht wird.
Unter diesen Umständen
besitzt der Zuführabschnitt 20-1 typischerweise
ein stangenförmiges
Glied 20' (2B) mit
einem im Allgemeinen konstanten Durchmesser entlang seiner Länge und
einer schraubenförmigen Nut
in seiner Umfangsoberfläche.
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Das
von dem Zuführabschnitt 20-1 an
den Kompressionsabschnitt 20-2 gelieferte Harzpulver weist
eine Vielzahl von Harzkörnern
auf, die voneinander beabstandet sind. Infolgedessen besitzt das geschmolzene
Harz in dem Kompressionsabschnitt 20-2 ungefähr das halbe
Volumen des Harzpulvers. Der Kompressionsabschnitt 20-2 dient
dem Verringern des Raums, durch welchen zugelassen wird, dass das
Harzpulver hindurchgeht, um das verringerte Volumen auszugleichen.
Diese Kompression kann mittels Verjüngung des stangenförmigen Glieds 20' bei der Position
erreicht werden, die dem Kompressionsabschnitt 20-2 entspricht,
um die schraubenförmige
Nut flach zu machen. Der Kompressionsabschnitt 20-2 komprimiert
das geschmolzene Harz, verstärkt den
exothermen Effekt, der durch die Reibung verursacht wird, und erhöht den Druck
des geschmolzenen Harzes, um in dem Erwärmungszylinder 21 enthaltene
Luft zu der Zuführvorrichtung 22 zurück zu pressen,
sowie Feuchtigkeit und flüchtiges
Gas, die in der Luft enthalten sind und das geschmolzene Harz kontaminieren.
Wie aus der obigen Beschreibung offensichtlich ist, besitzt der
Harzdruck in dem Erwärmungszylinder 21 den
höchsten
Pegel in dem Kompressionsabschnitt 20-2.
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Das
stangenförmige
Glied 20' besitzt
den größten Durchmesser
in einem Bereich, der dem Dosierabschnitt 20-3 entspricht.
Der Dosierabschnitt 20-3 weist die flachste schraubenförmige Nut
auf, die in dem stangenförmigen
Glied 20' gebildet
ist. Das geschmolzene Harz wird in dem Dosierabschnitt 20-3 der
größten Scherkraft
ausgesetzt und wird auf eine gleichmäßige Temperatur mit einer internen exothermen
Reaktion erwärmt.
Eine vorbestimmte Menge des geschmolzenen Harzes wird dann zu der Düsenseite
in dem Erwärmungszylinder 21 hinzugeführt.
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Das
Zuführen
des geschmolzenen Harzes von dem Dosierabschnitt 20-3 zu
der Düsenseite
wird durch einen Rückschlagventilring 20-5 in
dem Kopfabschnitt 20-4 ausgeführt. Der Rückschlagventilring 20-5 ist
bei einer Position in der Nähe
der linken Seite in der Figur während
des Dosierprozesses gelegen. In diesem Zustand kann das geschmolzene
Harz von dem Dosierabschnitt 20-3 zu der Düsenseite
zugeführt
werden.
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Nach
der Vollendung des Dosierprozesses bewegt sich der Rückschlagventilring 20-5 zu
der rechten Seite in der Figur aufgrund der Druckdifferenz. Infolgedessen
wird das geschmolzene Harz daran gehindert, von der Düsenseite
zurück
zu dem Dosierabschnitt 20-3 zu strömen. Der Kopfabschnitt 20-4 ist
typischerweise getrennt von dem stangenförmigen Glied 20' gebildet. Der
Kopfabschnitt 20-4 besitzt ein Außengewinde, das in seinem Anfangsteil gebildet
ist. Das stangenförmige
Glied 20' besitzt
ein Innengewinde, das in einem seiner Enden gebildet ist. Der Kopfabschnitt 20-4 ist
mit dem stangenförmigen
Glied 20' mittels
Eingriff des in dem Kopfabschnitt 20-4 gebildeten Außengewindes
mit dem in dem stangenförmigen
Glied 20' gebildeten
Innengewinde gekoppelt. Zu diesem Zweck ist der Anfangsteil des
Kopfabschnitts 20-4 signifikant kleiner im Durchmesser
als das stangenförmige
Glied 20'.
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In
jedem Fall ist es für
den Plastifizierungs- und Dosierprozess wichtig, dass die genaue
Position und der genaue Druck erreicht werden. Dies kann theoretisch
durch Anhalten der Drehung der Schraube 20 realisiert werden,
wobei die Schraube an einer vorbestimmten, konstanten Hubposition
positioniert ist. In der Praxis ist es jedoch schwierig, dies in
der Art und Weise zu realisieren, die unten beschrieben wird.
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Es
wird angenommen, dass die Schraubenposition gesteuert wird, so dass
die Schraubenposition bei einem Zeitpunkt positioniert wird, an
dem der Plastifizierungs- und Dosierprozess vollendet ist. Obwohl
der Rückzug
der Schraube 20 bei einem Zeitpunkt anhält, an dem der Plastifizierungs-
und Dosierprozess vollendet ist, wird das geschmolzene Harz durch
den Rückschlagventilring 20-5 zu
der Düsenseite
zugeführt,
und zwar verursacht durch den Residualdruck in dem Erwärmungszylinder 21 bei dem
Kompressionsabschnitt 20-2 der Schraube 20. Dieser
Zustand ist in den 3A bis 3C dargestellt.
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3A zeigt
eine Wellenform einer Drehzahl N der Schraube 20, während 3B eine
Wellenform einer Rückzugsgeschwindigkeit
V der Schraube 20 zeigt. Zusätzlich zeigt 3C eine
Wellenform des Gegendrucks P des geschmolzenen Harzes innerhalb
des Erwärmungszylinders 21,
das vor der Schraube 20 zugemessen ist. Wie in 3B gezeigt, hält ein Rückzug der
Schraube 20 bei einem Zeitpunkt T1 an, indem die Position
der Schraube 20 gesteuert wird, und zwar indem die Rückzugsgeschwindigkeit
V der Schraube 20 auf null eingestellt wird. Die Drehzahl
N der Schraube 20 wird jedoch nach dem Zeitpunkt T1 nicht
null, wie in 3A dargestellt. Infolgedessen
steigt der Gegendruck P des zugemessenen, geschmolzenen Harzes innerhalb
des Erwärmungszylinders 21 nach
dem Zeitpunkt T1 an, wie in 3C dargestellt.
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Um
dies zu verhindern, wird vorgeschlagen, dass eine Drucksteuerung
nach der Vollendung des Plastifizierungs- und Dosierprozesses ausgeführt wird.
Dieser Zustand ist in den 4A bis 4C dargestellt.
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4A zeigt
eine Wellenform der Drehzahl N der Schraube 20, während 4B eine
Wellenform der Rückzugsgeschwindigkeit
V der Schraube 20 zeigt. Zusätzlich zeigt 4C eine
Wellenform des Gegendrucks P des zugemessenen, geschmolzenen Harzes
innerhalb des Erwärmungszylinders 21.
In 4A bis 4C wird
der Plastifizierungs- und Dosierprozess bei Zeitpunkt T1 in ähnlicher
Art und Weise vollendet, wie in den 3A bis 3C dargestellt.
Nach der Vollendung des Plastifizierungs- und Dosierprozesses wird
der Gegendruck P des zugemessenen, geschmolzenen Harzes innerhalb
des Erwärmungszylinders überwacht
und dann wird die Drucksteuerung ausgeführt, um den Gegendruck P des
zugemessenen, geschmolzenen Harzes innerhalb des Erwärmungszylinders 21 konstant
zu halten, wie in 4C dargestellt. Diese Drucksteuerung
wird jedoch tatsächlich
realisiert, um zu veranlassen, dass die Schraube 20 zurückgezogen
wird, wie in 4B dargestellt ist. Dies führt zu einer
ungenauen Schraubenposition vor dem Füllprozess. Zusätzlich weichen
der Füllbetrag
des geschmolzenen Harzes und ein Füllzeitintervall von den erwünschten
Pegeln ab, was die Formqualität
vermindert.
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Darüber hinaus
kann eine Druckentlastung aufgrund des Zurücksaugens bei und unmittelbar nach
der Vollendung des Plastifizierungs- und Dosierprozesses ausgeführt werden.
Durch diese Druckentlastung wird die Schraubenposition in ähnlicher Art
und Weise bestimmt, wie in den 3A bis 3C dargestellt.
Das geschmolzene Harz leckt jedoch durch den Rückschlagventilring 20-5 zu
der Düsenseite,
und zwar verursacht durch einen höheren Residualdruck in dem
Erwärmungszylinder 21.
Zusätzlich
kann dies, da der Residualdruck nicht konstant ist, zuvor nicht
berücksichtigt
werden; Variationen in einem Leckagebetrag von dem Erwärmungszylinder 21 durch
den Rückschlagventilring 20-5 zu der
Düsenseite
variieren für
jedes Spritzgießen
und dies führt
zu einer ungenau zugemessenen Menge.
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Bezug
nehmend auf 5 wird die Beschreibung mit
einem Steuersystem für
den Schraubendrehservomotor 24 und den Einspritzservomotor 11 in
der motorgetriebenen Spritzgussmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung fortfahren. Das dargestellte Steuersystem weist
erste bis dritte Steuersubsysteme C1, C2 und C3 auf, die als eine
offene Substeuerschleife zur Steuerung der Drehzahl, eine Druckrückkopplungssubsteuerschleife
bzw. eine Positionsrückkopplungssubsteuerschleife
bezeichnet werden.
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Die
offene Substeuerschleife zur Steuerung der Drehzahl C1 ist ein Steuersubsystem
zum Steuern des Schraubendrehservomotors 24 ansprechend auf
einen Schraubendrehzahlbefehlswert Nr für die Schraube 20.
Die Druckrückkopplungssubsteuerschleife
C2 ist ein Steuersubsystem zum Steuern entweder des Einspritzservomotors 11 oder
des Schraubendrehservomotors 24, ansprechend auf eine Druckdifferenz
zwischen einem Druckbefehlswert Pr und einem
Druckdetektionswert Pfb. Die Positionsrückkopplungssubsteuerschleife
C3 ist ein Steuersubsystem zum Steuern des Einspritzservomotors 11,
ansprechend auf eine Positionsdifferenz zwischen einem Schraubenpositionsbefehlswert
Sr und einem Schraubenpositionsdetektionswert
Sfb.
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Genau
gesagt, weist die Steuervorrichtung 26 einen Befehlseinstellabschnitt 40,
erste und zweite Substrahierer 41 und 42, erste
und zweite Kompensatoren 46 und 47, und erste
und zweite Schalter SW1 und SW2 auf.
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Der
Befehlseinstellabschnitt 40 erzeugt einen Schraubendrehzahlbefehl,
der eine Anzeige für den
Schraubendrehzahlbefehlswert Nr bildet,
einen Druckbefehl, der eine Anzeige für den Druckbefehlswert Pr bildet, und einen Schraubenpositionsbefehl, der
eine Anzeige für
den Schraubenpositionsbefehlswert Sr bildet.
Die Steuervorrichtung 26 wird von der Kraftmesszelle 18 durch
den Kraftmesszellenverstärker 25 mit
dem verstärkten
Drucksignal beliefert, das eine Anzeige für den Druckdetektionswert Pfb bildet. Zusätzlich wird die Steuervorrichtung 26 von
dem Positionsdetektor 27 durch den Positionsverstärker 28 mit
dem verstärkten
Positionssignal beliefert, das eine Anzeige für den Schraubenpositionsdetektionswert
Sfb bildet.
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Der
Druckbefehl, der eine Anzeige für
den Druckbefehlswert Pr bildet, wird an
den ersten Substrahierer 41 geliefert, der mit dem verstärkten Drucksignal
beliefert wird, das eine Anzeige für den Druckdetektionswert Pfb bildet. Der erste Subtrahierer 41 subtrahiert
den Druckdetektionswert Pfb, der durch das
verstärkte
Drucksignal angezeigt wird, von dem Druckbefehlswert Pr,
der durch den Druckbefehl angezeigt wird, um die Druckdifferenz
zwischen dem Druckbefehlswert Pr und dem
Druckdetektionswert Pfb zu berechnen. Der
erste Subtrahierer 41 erzeugt ein erstes Subtraktionsergebnissignal,
das eine Anzeige für
die Druckdifferenz bildet. Das erste Subtraktionsergebnissignal
wird an den ersten Kompensator 46 geliefert. Der erste
Kompensator 46 kompensiert das erste Subtraktionsergebnissignal,
um ein erstes kompensiertes Signal zu erzeugen.
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Der
Schraubenpositionsbefehl, der eine Anzeige für den Schraubenpositionsbefehlswert
Sr bildet, wird an den zweiten Subtrahierer 42 geliefert,
der mit dem verstärkten
Positionssignal beliefert wird, das eine Anzeige für den Schraubenpositionsdetektionswert
Sfb bildet. Der zweite Subtrahierer 42 subtrahiert
den Schraubenpositionsdetektionswert Sfb,
der durch das verstärkte
Positionssignal angezeigt wird, von dem Schraubenpositionsbefehlswert
Sr, der durch den Schraubenpositi onsbefehl
angezeigt wird, um die Positionsdifferenz zwischen dem Schraubenpositionsbefehlswert
Sr und dem Schraubenpositionsdetektionswert
Sfb zu berechnen. Der zweite Subtrahierer 42 erzeugt
ein zweites Subtraktionsergebnissignal, das eine Anzeige für die Positionsdifferenz bildet.
Das zweite Subtraktionsergebnissignal wird an den zweiten Kompensator 47 geliefert.
Der zweite Kompensator 47 kompensiert das zweite Subtraktionsergebnissignal,
um ein zweites kompensiertes Signal zu erzeugen.
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Das
erste kompensierte Signal wird an die ersten und zweiten Schalter
SW1 und SW2 geliefert. Das zweite kompensierte Signal wird an die
zweite Schalter SW2 geliefert. Die erste Schalter SW1 wird mit dem
Schraubendrehzahlbefehl beliefert, der eine Anzeige für den Schraubendrehzahlbefehlswert
Nr von dem Befehlseinstellabschnitt 40 bildet.
Die erste Schalter SW1 wählt
als ein erstes ausgewähltes
Signal, entweder den Schraubendrehzahlbefehl oder das erste kompensierte
Signal aus. Die erste Schalter SW1 beliefert den ersten Motorantrieb 29 mit
dem ersten ausgewählten
Signal als dem ersten Betätigungsbefehl.
Die zweite Schalter SW2 wählt
als ein zweites ausgewähltes
Signal, entweder das erste oder das zweite kompensierte Signal.
Die zweite Schalter SW2 beliefert den zweiten Motorantrieb 30 mit
dem zweiten ausgewählten
Signal als dem zweiten Betätigungsbefehl.
In einer Art und Weise, die später
deutlich werden wird, sind die ersten und zweiten Schalter SW1 und
SW2 miteinander verriegelt.
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Wie
aus der obigen Beschreibung deutlich ist, dienen eine Kombination
aus dem Befehlseinstellabschnitt 40, der ersten Schalter
SW1, dem ersten Motorantrieb 29 und dem Schraubendrehservomotor 24 als
offene Substeuerschleife zur Steuerung der Drehzahl C1. Zusätzlich dient
eine Kombination des Befehlseinstellabschnitts 40, des
ersten Subtrahierers 41, des ersten Kompensators 46,
der zweiten Schalter SW2, des zweiten Motorantriebs 30,
des Einspritzservomotors 11, der Kraftmesszelle 18 und des
Kraftmesszellenverstärkers 25 als
eine Druckrückkopplungssubsteuerschleife
C2. Eine Kombination des Befehlseinstellabschnitts 40,
des Subtrahierers 41, des ersten Kompensators 46,
der ersten Schalter SW1, des ersten Motorantriebs 29, des Schraubendrehservomotors 24,
der Kraftmesszelle 18 und des Kraftmesszellenverstärkers 25 dient ebenfalls
als die Druckrückkopp lungssubsteuerschleife
C2. Darüber
hinaus ist eine Kombination des Befehlseinstellabschnitts 40,
des zweiten Subtrahierers 42, des zweiten Kompensators 47,
der zweiten Schalter SW2, des zweiten Motorantriebs 30,
des Einspritzservomotors 11, des Positionsdetektors 27 und
des Positionsverstärkers 28 als
Positionsrückkopplungssubsteuerschleife
C3 betriebsbereit.
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Die
Beschreibung wird mit dem Betrieb des in 5 dargestellten
Steuersystems fortfahren. Die Aufmerksamkeit wird auf den Plastifizierungs-
und Dosierprozess in der motorgetriebenen Spritzgussmaschine gerichtet.
Während
des Plastifizierungs- und Dosierprozesses werden die ersten und
zweiten Schalter SW1 und SW2 in einen Zustand versetzt, der in 5 dargestellt
ist. D.h. der Schraubendrehzahlbefehl, der anzeigend für den Schraubendrehzahlbefehlswert
Nr ist, wird an den ersten Motorantrieb 29 durch
die erste Schalter SW1 als der erste Betätigungsbefehl geliefert. Zusätzlich wird
das erste kompensierte Signal an den zweiten Motorantrieb 30 durch
die zweite Schalter SW2 als der zweite Betätigungsbefehl geliefert.
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Unter
diesen Umständen
führt die
offene Substeuerschleife zur Steuerung der Drehzahl C1 eine Drehzahlsteuerung
des Schraubendrehservomotors 24 durch Liefern des Schraubendrehzahlbefehls,
der eine Anzeige für
den Schraubendrehzahlbefehlswert Nr bildet,
an den ersten Motorantrieb 29 durch die erste Schalter
SW1 als den ersten Betätigungsbefehl.
Zusätzlich
führt die
Druckrückkopplungssubsteuerschleife
C2 die Drucksteuerung des Einspritzservomotors 11 durch
Liefern des ersten Subtraktionsergebnissignals, das eine Anzeige
für die
Druckdifferenz zwischen dem Druckbefehlswert Pr und
dem Druckdetektionswert Pfb bildet, an den zweiten
Motorantrieb 30, und zwar durch den ersten Kompensator 46 und
die zweite Schalter SW2, als den zweiten Betätigungsbefehl.
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Es
wird jetzt angenommen werden, dass der Plastifizierungs- und Dosierprozess
in der motorgetriebenen Spritzgussmaschine endet. In diesem Fall werden
die ersten und zweiten Schalter SW1 und SW2 von dem in 5 dargestellten
Zustand weggeschaltet. D.h. das erste kompensierte Signal wird an den
ersten Motorantrieb 29 durch die erste Schalter SW1 als
dem ersten Betätigungsbefehl
ge liefert. Zusätzlich
wird das zweite kompensierte Signal an den zweiten Motorantrieb 30 durch
die zweite Schalter SW2 als dem zweiten Betätigungsbefehl geliefert. Darüber hinaus
erzeugt der Befehleinstellabschnitt 40 einen Druckbefehl,
der eine Anzeige für
einen Druckentlastungszielwert Pr' bildet, als
den Druckbefehl, der geringer als der Druckbefehlswert Pr während
des Plastifizierungs- und Dosierprozesses ist.
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Unter
diesem Umständen
führt die
Druckrückkopplungssubsteuerschleife
C2 die Drucksteuerung der Schraubendrehservomotors 24 durch
Liefern des ersten Subtraktionsergebnissignal, als einem ersten
Betätigungsbefehl,
das eine Anzeige für die
Druckdifferenz zwischen dem Druckentlastungszielwert Pr' und dem Druckdetektionswert
Pfb an den ersten Motorantrieb 29 durch
den ersten Kompensator 46 und die erste Schalter SW1 aus.
Zusätzlich führt die
Positionsrückkopplungssubsteuerschleife C3
die Positionssteuerung des Einspritzservomotors 11 durch
Liefern des zweiten Subtraktionsergebnissignals als dem zweiten
Betätigungsbefehl,
das eine Anzeige für
die Positionsdifferenz zwischen dem Schraubenpositionsbefehlswert
Sr und dem Schraubenpositionsdetektionswert
Sfb bildet, an den zweiten Motorantrieb 30 durch
den zweiten Kompensator 47 und die zweite Schalter SW2
aus.
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In
jedem Fall dient eine Kombination der Befehlseinstelleinheit 40,
des ersten Subtrahierers 41, des ersten Kompensators 66 und
der ersten Schalter SW1 als eine Gegendrehanordnung zum Drehen der Schraube 20,
ansprechend auf das Druckdetektionssignal, in der entgegengesetzten
Richtung durch Liefern des ersten Betätigungsbefehls an den ersten Motorantrieb 29 bei
und unmittelbar nach der Vollendung des Plastifizierungs- und Dosierprozesses,
um die Druckentlastung des geschmolzenen Harzes in dem Erwärmungszylinder 21 auszuführen, das
vor der Schraube 20 zugemessen ist. Zusätzlich dienen eine Kombination
des Befehlseinstellabschnitts 40, des zweiten Subtrahierers 42,
des zweiten Kompensators 47 und der zweiten Schalter SW2
als eine Positionierungsanordnung zum Positionieren der Schraube 20,
ansprechend auf das Positionsdetektionssignal, bei einer Dosierungsposition,
durch Liefern des zweiten Betätigungsbefehls
an den zweiten Motorantrieb 30 bei und unmittelbar nach
der Vollendung des Plastifizierungs- und Dosierprozesses.
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Mit
dem oben beschriebenen Steuersystem wird der Schraubendrehservomotor 24 während des Plastifizierungs-
und Dosierprozesses auf der Basis des Schraubendrehzahlbefehlswerts
Nr gesteuert, um eine Dosierung des geschmolzenen
Harzes auszuführen,
und der Einspritzservomotor 11 wird auf der Basis der Druckdifferenz
zwischen dem Druckbefehlswert Pr und dem
Druckdetektionswert Pfb gesteuert, um die
Steuerung des Gegendrucks des zugemessenen, geschmolzenen Harzes
in dem Erwärmungszylinder 21 auszuführen. Wenn
der Plastifizierungs- und Dosierprozess vollendet ist, werden die ersten
und zweiten Schalter SW1 und SW2 von dem in 5 dargestellten
Zustand umgeschaltet. Infolgedessen positioniert die Positionsrückkopplungssubsteuerschleife
C3 die Schraubenposition, um bei einer Dosierposition zu liegen,
die durch den Schraubenpositionsbefehlswert Sr bei
und unmittelbar nach der Vollendung des Plastifizierungs- und Dosierprozesses
gegeben ist. Andererseits überwacht
die Druckrückkopplungssubsteuerschleife
C2 den Druckdetektionswert Pfb, der durch
die Kraftmesszelle 18 detektiert wird, und führt die
Druckentlastung des zugemessenen, geschmolzenen Harzes innerhalb
des Erwärmungszylinders 21 aus,
das vor der Schraube 20 zugemessen ist, indem sie veranlasst, dass
sich die Schraube 20 ansprechend auf den Druckdetektionswert
Pfb in der entgegengesetzten Richtung dreht.
Der Grund wieso sich die Schraube 20 in der entgegengesetzten
Richtung dreht, liegt darin dass der Druckentlastungszielwert Pr',
der bei der Vollendung des Plastifizierungs- und Dosierprozesses
gegeben ist, geringer ist als der Druckdetektionswert Pfb.
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Genau
gesagt wird gemäß dem in 5 dargestellten
Steuersystem die Drehzahl des Schraubendrehservomotors 24 in
der entgegengesetzen Richtung gemäß der Druckdifferenz zwischen
dem überwachten
Druckdetektionswert Pfb und einem vorbestimmten
Wert oder dem Druckentlastungszielwert Pr' bestimmt. Zusätzlich veranlasst
das in 5 dargestellte Steuersystem, dass sich die Schraube 20 in der
entgegengesetzten Richtung dreht, bis der überwachte Druckdetektionswert
Pfb dem Druckentlastungszielwert Pr' entspricht.
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Zusätzlich kann
die Drehzahl des Schraubendrehservomotors 24 in der entgegengesetzten Richtung
vorzugsweise auf einen oberen Grenzwert beschränkt werden, der vorläufig eingestellt
wird. Dies deshalb, da wenn die Drehzahl des Schraubendrehservomotors 24 zu
hoch ist, die Druckentlastung zu groß ist. Ferner kann ein Zeitintervall,
in dem sich die Schraube 20 in der entgegengesetzten Richtung dreht,
vorzugsweise auf eine obere Begrenzung beschränkt werden, die ebenfalls vorläufig eingestellt wird.
Dies geschieht aus dem folgenden Grund. Wenn die Druckentlastung
verursacht, dass der Gegendruck des zugemessenen, geschmolzenen
Harzes innerhalb des Erwärmungszylinders 21 abnimmt, hindert
der Rückschlagventilring 20-5 (2) das geschmolzene Harz daran, zu der
Seite des Dosierabschnitts 20-3 in dem Erwärmungszylinder 21 zurückzuströmen. In
jedem Fall kann das Einstellen derartiger oberer Grenzwerte erreicht
werden, indem eine Steuervorrichtung 26A mit einem Begrenzer 48 an
der Ausgabeseite des ersten Kompensators 46, als ein zweites
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das in 6 dargestellt
ist, vorgesehen ist. Beliefert mit dem ersten kompensierten Signal von
dem ersten Kompensator 46, begrenzt der Begrenzer 48 das
erste kompensierte Signal, um ein begrenztes Signal zu erzeugen.
Das begrenzte Signal wird an die Eingabeanschlüsse der ersten und zweiten
Schalter SW1 und SW2 geliefert.
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In
jedem Fall dient eine Kombination des Befehlseinstellabschnitts 40,
des ersten Subtrahierers 41, des ersten Kompensators 66,
des Begrenzers 48 und der ersten Schalter SW1 als einen
Gegendrehanordnung zum Drehen der Schraube 20, ansprechend
auf das Druckdetektionssignal, in der entgegengesetzten Richtung
durch Liefern des ersten Betätigungsbefehls
an den ersten Motorantrieb 29 bei und unmittelbar nach
der Vollendung des Plastifizierungs- und Dosierprozesses, um eine
Druckentlastung des geschmolzenen Harzes in dem Erwärmungszylinder 21 auszuführen, das
vor der Schraube 20 zugemessen ist.
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In
der oben beschriebenen Art und Weise ist es gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen
dieser Erfindung möglich,
den Gegendruck des geschmolzenen Harzes innerhalb des Erwärmungszylinders 21 zu
steuern, wobei insbe sondere der Gegendruck des zugemessenen, geschmolzenen
Harzes innerhalb des Erwärmungszylinders 21 konstant
mit der Position der Schraube 20 bei der Dosierposition
gehalten wird, die durch den Schraubenpositionsbefehlswert Sr bei und unmittelbar nach der Vollendung
des Plastifizierungs- und Dosierprozesses bestimmt wird.
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Bezug
nehmend auf 7 wird die Beschreibung mit
einem Steuersystem für
den Schraubendrehservomotor 24 und den Einspritzservomotor 11 in
der motorgetriebenen Spritzgussmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung fortfahren. Das dargestellte Steuersystem ist
im Aufbau und dem Betrieb dem in 5 dargestellten
Steuersystem ähnlich,
mit der Ausnahme, dass die Steuervorrichtung von der in 5 dargestellten
modifiziert wurde, wie unten deutlich wird. Die Steuervorrichtung
ist daher als 26B dargestellt. Zur Vereinfachung der Beschreibung
sind ähnliche
Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung
wird weggelassen.
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Die
Steuervorrichtung 26B ist im Aufbau und dem Betrieb der
in 5 dargestellten Steuervorrichtung 26 ähnlich,
mit der Ausnahme dass die Steuervorrichtung 26B eine Vergleichsvorrichtung
bzw. einen Komparator 49 anstelle einer Kombination des ersten
Subtrahierers 41 und des ersten Kompensators 46 aufweist.
Der Komparator 49 besitzt einen nicht invertierenden Eingabeanschluss,
der mit dem Druckbefehl beliefert wird, der eine Anzeige für den Druckbefehlswert
Pr bildet, und einen invertierenden Eingabeanschluss,
der mit dem verstärkten
Drucksignal beliefert wird, das eine Anzeige für den Druckdetektionswert Pfb bildet. Der Komparator 49 vergleicht den
Druckbefehlswert Pr, der durch den Druckbefehl angezeigt
wird, mit dem Druckdetektionswert Pfb, der durch
das verstärkte
Drucksignal angezeigt wird, um ein Vergleichsergebnissignal zu erzeugen,
das eine Anzeige eines Vergleichsergebnisses zwischen dem Druckbefehlswert
Pr und dem Druckdetektionswert Pfb bildet. Das Vergleichsergebnissignal wird
an die Eingabeanschlüsse
der ersten und zweiten Schalter SW1 und SW2 geliefert. Wenn der
Druckdetektionswert Pfb größer als
der Druckbefehlswert Pr ist, erzeugt der
Komparator 49 als Vergleichsergebnissignal ein Signal mit
einem logischen Niedrigpegel. Wenn der Druckdetektionswert Pfb kleiner als der Druckbefehlswert Pr ist, er zeugt der Komparator 49 als
Vergleichsergebnissignal ein Signal mit einem logischen Hochpegel.
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In
der gleichen Art und Weise wie in Verbindung mit 5 beschrieben,
werden bei Vollendung des Plastifizierungs- und Dosierprozesses
die ersten und zweiten Schalter SW1 und SW2 von dem in 7 dargestellten
Zustand umgeschaltet. Zusätzlich
erzeugt der Befehlseinstellabschnitt 40 den Druckbefehl,
der eine Anzeige für
den Druckentlastungszielwert Pr' bildet. Insofern
als der Druckentlastungszielwert Pr' kleiner als der
Druckdetektionswert Pfb ist, erzeugt der
Komparator 49 als Vergleichsergebnissignal das Signal mit
einem logischen Niedrigpegel, welches an den ersten Motorantrieb 29 geliefert
wird, und zwar durch die erste Schalter SW1 bei und unmittelbar
nach der Vollendung des Plastifizierungs- und Dosierprozesses. Infolgedessen
veranlasst der Schraubendrehservomotor 24, dass sich die Schraube 20 in
der entgegengesetzten Richtung bei und unmittelbar nach der Vollendung
des Plastifizierungs- und Dosierprozesses dreht, bis der Druckdetektionswert
Pfb mit dem Druckentlastungszielwert Pr' übereinstimmt.
In diesem Fall veranlasst der Schraubendrehservomotor 24,
dass sich die Schraube 20 in der entgegengesetzten Richtung
mit einer Drehzahl mit festem Wert dreht.
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In
jedem Fall ist eine Kombination des Befehlseinstellabschnitts 40,
des Komparators 49 und der ersten Schalter SW1 als eine
Gegendrehanordnung betriebsbereit, um die Schraube 20,
ansprechend auf das Druckdetektionssignal, in der entgegengesetzten
Richtung zu drehen, und zwar durch Liefern des ersten Betätigungsbefehls
an den ersten Motorantrieb 29 bei und unmittelbar nach
der Vollendung des Plastifizierungs- und Dosierprozesses, um die
Druckentlastung des geschmolzenen Harzes in dem Erwärmungszylinder 21 auszuführen, das
vor der Schraube 20 zugemessen ist.
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Es
wird auf diese Weise betont, dass die obigen bevorzugten Ausführungsbeispiele
lediglich detaillierte Beispiele der Erfindung sind. Während diese Erfindung
bisher in Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsbeispielen von dieser
beschrieben wurde, ist es für
Fachleute auf dem Gebiet in einfacher Weise möglich, dieser Erfindung auf
unterschiedliche Arten und Weisen umzusetzen, die sich von den spezifischen
Details unterscheiden, die im Zusammenhang mit diesen bevorzugten
Ausführungsbeispielen offenbart
wurden. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung in einem Mikrocomputer
enthalten sein, der einfach die Unterprogramme bzw. Subroutinen
zur Steuerung der Drehung der Schraube verändert.