WO2006042809A1 - VERFAHREN ZUM BETRIEB EINER SPRITZGIEßMASCHINE - Google Patents

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WO2006042809A1
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pressure control
extrapolation
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Raimund Kram
Werner Hofmann
Klaus Oberndorfer
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a
  • Injection molding machine or an injection molding machine for carrying out the method ⁇ Such methods are example ⁇ , from the book “Manual Injection” by Friedrich Jo- hann but and Walter Michaeli, published known at the Carl Hanser Verlag in 2001 (ISDN 3-446-15632-1). A process course in injection molding is described, for example, in Chapter 5.2 (pages 300 to 337). In addition, examples of different types of injection molding machines are described in Chapter 8 of this book (pages 999 to 1050).
  • plastic granulate ⁇ is fed via a hopper of a screw. The plastic granulate is conveyed forward in the direction of the tip of the screw by a rotary movement of the screw.
  • the closed mold is a mold, which consists for example of two moldings.
  • the speed is ness thereby controlled such that a predetermined Be ⁇ grenzungstik is not exceeded.
  • the limiting pressure affects, for example, the pressure in front of the screw tip.
  • the switchover criterion is a transitional criterion between two control types, one control type being, for example, the speed control and a second control type being the pressure control.
  • a speed control can also be used.
  • a pressure control can also be used instead of the pressure control.
  • the transition criterion then relates to two types of control.
  • the switching criterion is, for example, a position of
  • Screw a melt pressure or an in-mold pressure within the mold.
  • the changeover represents a change from, for example, a speed control to a pressure control. It is to be avoided that pressure drops or pressure peaks occur which adversely affect the quality of injection molded parts.
  • precise changeover to the pressure control passage ⁇ lung for example, as short as possible sampling times for the regulation and / or control usable.
  • a possible sampling time is for example in the range of 100 ⁇ s.
  • the object of the present invention is now to provide a new method for operating an injection molding machine with which the changeover to pressure regulation is improved.
  • the solution of this object is achieved by a method having the features of claim 1.
  • the method is Erfin dung settable in accordance with an injection molding machine according to claim 9, a ⁇ .
  • the subclaims 2 to 8 are advantageous inventive developments of the process.
  • an injection device and a) a digital control device for controlling at least the injection device and / or b) a digital control device for controlling at least the injection device is used in the Control and / or control of the injection device, depending on reaching a transition criterion on a pressure control for controlling the injector and / or on a pressure control of the injector um ⁇ provided.
  • the injection device is used in particular for injecting, for example, heated plastic into the mold.
  • the transition criterion is, for example, a switching criterion for switching to the pressure control or the pressure control.
  • the pressure control or pressure control triggers, for example, a speed control or also a speed control of the injection device.
  • the control or the control relates in particular to a drive for moving a means which vorgese ⁇ hen for the injection of material into the mold. This means is for example a snail.
  • a value which is used for the determination of the transition criterion it averages ⁇ .
  • this value is a pressure value.
  • the extrapolation value is compared with a transition criterion, the transition criterion being, for example, a switchover criterion. If the extra ⁇ polationswert equal to the transition criterion or überschrei ⁇ the extrapolation tet the migration criterion, then the pressure control and / or control is placed for example in a substantial engagement. Under the intervention is understood that, for example, switched to a pressure control and / or pressure control or switched. Apart from the pressure regulation and / or pressure control, however, other regulations and controls, such as, for example, a position control, can still be effective. Their proportion is advantageously smaller than, for example, the part of the pressure control. In an advantageous embodiment is completely switched to the pressure control and / or Drucksteue ⁇ tion.
  • the regulator or control device also relates in an associated A ⁇ .
  • the transition criterion applies, for example ei ⁇ nen pressure or a path.
  • the switching criterion can not be evaluated exactly reproducibly. For example, if a position value of the value of ⁇ be sought transition criterion, the result is a jitter from the product of the current speed, for example of the screw and the clock of the scheme or the control. In this way it is possible in the prior art that a maximum pressure is exceeded.
  • the pressure in particular relates to the pressure within the mold.
  • the pressure curve is extrapolated in the injection phase before reaching the changeover point.
  • the pressure curve relates, for example, to the pressure in the mold, in an injection nozzle and / or in the antechamber.
  • the Erfin dung proper procedure allows a constant pressure curve and avoids pressure changes which affect lig nachtei ⁇ to being sprayed well in the mold.
  • the inventive method results in a Mini ⁇ tion of the jitter, wherein the jitter, the pressure curve be ⁇ strikes, the pressure curve, in particular in the region of the transition criterion (eg switching criterion) is of relevance.
  • a start target value for the pressure is determined for the pressure regulation and / or for the pressure control.
  • the starting setpoint relates in particular to the starting value of a gradient curve.
  • a pressure setpoint is specified which, for example, can be linearly applied to a pressure level approaches.
  • the pressure level specifies a time-limited constant pressure setpoint.
  • the starting target value is calculated in particular within one cycle of the regulation and / or control of the injection molding machine.
  • a stored pressure profile is used.
  • the pressure Hyd example raulikdruck the screw, the pressure of the melt or mold pressure usable.
  • the in-mold pressure is the pressure inside the mold.
  • An extrapolation value can be determined, for example, by means of a base point table. Values are stored in the interpolation table which show a typical course of a value, such as a value. of a pressure value.
  • the extrapolation value is determined by means of an interpolation function and / or by means of a polynomial.
  • the extrapolation value can also be determined in a further embodiment by means of a master curve.
  • a pressure curve is plotted over time and reflects values that normally occur. Actual values of the pressure can then be compared with the master curve, so that a value can be estimated by comparing the actual values, which value is set in the future. This comparison relates in particular to the switching to the pressure control and / or the pressure control.
  • the future pressure value, wel ⁇ cher can be read from the master curve, is intended to, for example do not exceed the value of the transition criterion a maximum pressure value.
  • the transition criterion relates, for example, to a position (position) of the screw, a hydraulic pressure or a pressure of the melt, or else an in-mold pressure.
  • Umstellkri ⁇ criteria are: position of the screw, hydraulic pressure, Schmelz ⁇ pressure, in-mold pressure, etc.
  • the determination of the value which is used for the transition criterion takes place in a controller clock or in one cycle of the controller.
  • the regulator clock is, for example, a servo clock of an electric drive.
  • the control clock is, for example, the clock of a control, which is provided for the control of a hydraulic drive.
  • the regulating device can be used, for example, for regulating a drive of the injection device.
  • the direction is Einspritzein ⁇ blocks for example, a piston and / or a Schne ⁇ .
  • a position value is used in play ⁇ .
  • a future position for example, the worm.
  • the position is calculated as follows, for example:
  • V 1 St actual speed
  • a time T 11 is calculated until reaching the switchover point, ie until the switchover criterion is reached.
  • a first desired value for the holding pressure phase that is to say for the phase into which pressure regulation has been converted, is calculated as follows:
  • Pressure curve relates, for example, a hydraulic pressure to form a linear movement of the screw or the pressure in the antechamber.
  • the internal pressure of the molding tool can also be used.
  • first of all the future hydraulic pressure or melt pressure is determined from the table of the pressure curve. This is done as described above, starting from the actual pressure in the table, the pressure value to T R is read out.
  • Tu f (p is , Pum) and simultaneously switched to the pressure control and / or the Drucksteu ⁇ tion.
  • the first setpoint for the holding pressure phase is determined as follows:
  • p is the fixed switching pressure
  • the switch on the shape-cavity pressure as the changeover is a complex Anfor ⁇ represents alteration because the transition criterion here (Umschaltkrite ⁇ Ministry) and to be controlled (to be controlled) size difference ⁇ Lich are.
  • the internal pressure is set to the emphasis to ⁇
  • the pressure control always works, for example, to the hydraulic pressure and melt pressure as technologically by solidification of the molding in the tool control to the internal mold pressure makes little sense is.
  • Psoll-start Pum + dp / dt. (T R - T 11 ).
  • Master curves represent a further representation of courses of values, in particular of pressure values.
  • FIG. 3 shows a pressure changeover according to the prior art
  • FIG. 4 shows a pressure changeover according to the invention
  • FIG. 5 shows a stored pressure curve
  • FIG. 6 shows a determination of a switchover pressure from a FIG
  • FIG. 8 shows a diagram which divides an injection process into an injection phase and a holding pressure phase .
  • the illustration according to FIG. 1 shows three steps 3, 5, 7 of a casting process.
  • the first step relates to 3 ren the plasticization and metering
  • the second step 5 relates to the Einsprit ⁇ zen and pressing in the third step
  • 7 relates to the Ab ⁇ cool and demolding.
  • the casting process concerns an injection molding Casting machine 1.
  • the injection molding machine 1 has a screw 21.
  • the screw 21 is located in a screw cylinder 31.
  • the injection molding machine 1 also has a funnel 25.
  • the funnel 25 can be charged with plastic granules 23.
  • the plastic granules 23 can be transported in a screw antechamber 19.
  • the plastic granules are heated to a melt by friction or by means of an electric heater 29.
  • the melt collects by a rotary movement 33 in the antechamber 19.
  • the first step relates to 3 ren the plasticization and metering
  • the second step 5 relates to the Einsprit ⁇ zen and
  • Rotary movement 33 can be achieved, for example, by means of an electric drive 37.
  • As drive a hydraulic devices ⁇ can shear drive be used, but this is not shown in the figure.
  • the electric drive 37 can be regulated or controlled, for example, by means of a control device 39.
  • the control device 39 has in particular a speed and / or position control 45 and a Druckre ⁇ gelung 47. Due to the fact that melt accumulates in the screw antechamber 19, the screw 21 is pushed away by a nozzle 17.
  • the nozzle 17 is seen to omit the melt before ⁇ .
  • the nozzle 17 is connected to a mold 13, 15 hermelted ⁇ bar, is provided for this purpose which, for example, an electric or a hydraulic drive, both of which are not shown in the gur Fi ⁇ .
  • the mold 13, 15 has two moldings.
  • Molded part 15 are joined together to form a mold.
  • the first step of the casting process involves plastification and metering of the melt material.
  • the second step 5 of the casting process relates to the injection of the melt or the pressing of these. To inject the
  • melt the screw 21 is moved in the direction of the nozzle 17. As a result, melt penetrates into the mold 13, 15. At the end of the injection process a reprint is applied.
  • a third step 7 of the casting process takes place from ⁇ cooling and demolding.
  • the worm cylinder 31 is separated from the mold 15.
  • the two parts of the mold 13 and 15 are separated, so that a molding material 41 woks ⁇ is ben.
  • this step 3 again follows the first step of the casting process, namely the plasticizing and the do ⁇ Sieren.
  • the diagram in FIG 2 shows a pressure curve p in egg ⁇ nem mold.
  • the pressure relates to the pressure in the mold and is plotted over time t.
  • the pressure curve is divided into three phases.
  • An injection phase 9 followed by a compression phase 10 and then a Nachdruckpha ⁇ se 11.
  • two pressure curves represent ⁇ found.
  • An unfavorable pressure curve 59 which is represented by a dashed line
  • an advantageous pressure curve 61 which is represented by means of a continuous ruling.
  • the pressure can adversely affect substance parameters such as crystallinity or anisotropy.
  • the compression phase molding properties ie properties of the injection molding material, with respect to, for example, a complete molding of the injection molding material, a burr formation or a skin formation can be influenced adversely or advantageously.
  • the diagram of FIG 3 shows a pressure curve 63.
  • the pressure is, for example, the value of W 49, which for Festle ⁇ supply of a transition criterion 43, which is a changeover in particular, is used and is plotted over time t.
  • the transition criterion 43 K to is a pressure threshold. If the threshold value, that is to say the switching criterion 43 K, is exceeded by a pressure value with respect to the pressure profile 63, a changeover to a pressure regulation must take place. Thus, the pressure is monitored and limited. I- dealer way a controller clock T R 53 falls exactly in the point in which the pressure curve 63 is equal to the Umschaltkriterium 43.
  • a static pressure is set.
  • the static pressure is through a pressure setpoint 65 predetermined.
  • a pressure-time profile 67 which is, for example, a gradient curve
  • the actual pressure value at a point in time at which the switch-over criterion 43 is fulfilled is then guided up to the at least temporarily limited static pressure value 65.
  • Depen ⁇ gig of the position of the controller clock T R1 73 R2 T 74, T 75 or T R3 R4 76 switching takes place on the printing time profile 67 at different times. This results in each case an overpressure P u2 72, P u3 71 and P u3 70.
  • Such overprints which occur according to the prior art, should be avoided.
  • the overpressure results from the difference of Pu 2? Pu 3 or P 1J4 with the value K um .
  • the circles represented in the print time profiles 67 indicate positions of the clock.
  • the representation according to FIG. 4 shows a representation similar to FIG. 3, but now with an improved pressure change with the aid of the method according to the invention or with an injection molding machine according to the invention, which is not shown.
  • a measuring pressure P M 80 is measured.
  • the calculation of values is carried Extrapolations ⁇ 51. If the extrapolation, which extends to the time point T ⁇ M + 1 82 results in equal or greater than the switchover K by 43, it may now already one clock after the measuring time T M ⁇ point 78, the Change over to the pressure control. In the example shown in FIG 4.
  • the illustration according to FIG. 5 shows a stored pressure curve.
  • This stored pressure profile can be used as ei ⁇ ne master curve 90.
  • the course of a pressure p 84 is shown in FIG. 5 over time t 86.
  • the tospei ⁇ -assured pressure course runs, for example between a pressure initial value p-top 88 and a scale pressure p end 90.
  • the pressure which is applied for switching, with pressures which precede the ⁇ sen pressure or follow at least in a time range 94, which is greater than the cycle time.
  • the time range is therefore sufficiently large to choose, so that the information that is necessary for the transition to pressure control or pressure control, also exist.
  • a time range 94 with a length of 10 sampling times can already satisfy this requirement.
  • the illustration according to FIG. 5 also shows the initial slope 96 of the pressure profile and the final gradient 97 of the pressure profile.
  • the representation according to FIG. 6 is based on the representation according to FIG. 5 and clearly shows how a switching pressure can be determined from a pressure curve.
  • a pressure p is measured and is thus a current actual value p lst of the pressure p 84.
  • a switchover time T is determined in order.
  • the T ⁇ order switching time to is the time which elapses until the order ⁇ switching criterion 43 so the switching pressure P is to achieved.
  • the switching time T is to be smaller than a clock period, such as a controller clock cycle, said cycle time is set in the FIG 6 does not represent ⁇ .
  • the diagram of FIG 7 shows a view in wel ⁇ cher a path position s 92 over the time t is plotted 86th
  • the path position s 92 is an example of the transition ⁇ criterion and are, for example, the path position of the Schne ⁇ blocks on during injection and / or in the pressure phase.
  • the new path position s new 112 is greater in a range than a predetermined transition criterion s by 114 for switching to the pressure control or pressure control.
  • the time which is between the actual value s actual HO and reaching the order ⁇ switch value s by 114 gives the switching time T by 88. From the difference between the cycle time T R 53 and the switching time T by 88 gives the time which is used to calculate on a gradient curve 91 a new setpoint for the pressure. Is applied by a transfer of the predictable times T 88 and T R T to a master curve 90, wherein the pressure p 84 over the time t 86, thus results a change-over pressure p 43 and a start value for the set pressure Psoii_start 55 , which lies on the gradient curve 91 with a slope dp / dt.
  • the gradient curve 91 leads to a first final setpoint 57. Further lowered pressure stages can follow.
  • the diagram of FIG 8 shows a graph which is divided ei ⁇ NEN injection process in an injection phase 102, and a pressure phase 106th Between the injection phase 102 and the back pressure phase 106, there is a transition 104 in the regulation or control of the injection molding machine.
  • the injection phase 102 as well as the holding pressure phase 106 can be carried out regulated or controlled.
  • a ⁇ 102 is used to control and / or control spielmud a speed-time profile utilized.
  • the Nachduckphase 106 for example, a pressure control or a pressure control is performed, which is based on a pressure position profile.
  • the pressure ⁇ limit advantageously has a Positionscomb- ness on.
  • an underlying speed limit is advantageously carried out.
  • a volume limitation can also be subordinated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Spritzgießmaschine (1), welche ein Formwerkzeug (13,15), eine Einspritzeinrichtung (21) und eine digitale Regelungs und/oder Steuerungseinrichtung (39) zumindest zur Regelung und/oder Steuerung der Einspritzeinrichtung (21) aufweist. Bei der Regelung und/oder Steuerung der Einspritzeinrichtung (21) wird abhängig vom Erreichen eines Übergangskriteriums (43) auf eine Druckregelung und/oder eine Drucksteuerung (47) zur Regelung und/oder Steuerung der Einspritzeinrichtung (21) umgestellt, wobei ein Wert (49), welcher für die Bestimmung des Übergangskriteriums (43) genutzt wird, ermittelt wird. Zu zumindest einem gemessenen Wert (49) wird zumindest ein Ext- rapolationswert (51) ermittelt, wonach der Extrapolationswert (51) mit dem Übergangskriterium (43) verglichen wird, wonach bei Gleichheit des Extrapolationswertes (51) mit dem Übergangskriterium (43) oder bei Überschreitung des Übergangskriteriums (49) durch den Extrapolationswert (51) die Druckrege- lung und/oder die Drucksteuerung (47) zumindest in einen we- sentlichen Eingriff in der Regelung und/oder Steuerung der Spritzgießmaschine (1) gebracht wird oder auf die Druckregelung und/oder die Drucksteuerung (47) umgeschaltet wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betrieb einer Spritzgießmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer
Spritzgießmaschine bzw. eine Spritzgießmaschine zur Durch¬ führung des Verfahrens. Derartige Verfahren sind beispiels¬ weise aus dem Buch "Handbuch Spritzgießen" von Friedrich Jo- hannaber und Walter Michaeli, erschienen beim Carl Hanser Verlag im Jahr 2001 (ISDN 3-446-15632-1) bekannt. Ein Pro¬ zessverlauf beim Spritzgießen ist beispielsweise in Kapitel 5.2 (Seiten 300 bis 337) beschrieben. Im Kapitel 8 dieses Bu¬ ches sind darüber hinaus Beispiele für verschiedene Bauarten von Spritzgießmaschinen beschrieben (Seiten 999 bis 1050) . Bei einem beispielhaften Spritzgießprozess wird Kunststoff¬ granulat über einen Einfülltrichter einer Schnecke zugeführt. Durch eine Drehbewegung der Schnecke wird das Kunststoffgra- nulat nach vorne in Richtung der Spitze der Schnecke beför¬ dert. Durch die durch die Förderung entstehende Verlustleis- tung und mittels einer elektrischen Heizung, welche an einem Schneckenzylinder vorgesehen ist, kommt es zum Schmelzen des Kunststoffgranulats . Eine Schmelze des Kunststoffgranulats sammelt sich vor einer Schneckenspitze und schiebt die Schne¬ cke zurück. Ist genügend geschmolzenes Material in einem Schneckenvorraum aufgefüllt, wird die Schnecke als Kolben nach vorne Richtung Schneckenspitze gedrückt. Derart ist die Schmelze des Kunststoffgranulats in eine geschlossene Form einspritzbar. Die geschlossene Form ist ein Formwerkzeug, das beispielsweise aus zwei Formteilen besteht. Die Geschwindig- keit wird dabei derart geregelt, dass ein festgelegter Be¬ grenzungsdruck nicht überschritten wird. Der Begrenzungsdruck betrifft beispielsweise den Druck vor der Schneckenspitze. Ist das Formwerkzeug mit der Schmelze des Kunststoffgranu¬ lats, also mit der Kunststoffschmelze, gefüllt, steigt der Druck im Werkzeug (Formwerkzeug) rapide an, da es nun zu ei¬ ner Kompression des Schmelzmaterials (Kunststoffschmelze) kommt. In dieser Phase wird beispielsweise von einer Ge- schwindigkeitsregelung der Schnecke auf eine Druckregelung umgeschaltet. Hierbei ist es von großer Bedeutung, dass die derartige Umschaltung reproduzierbar und exakt durchgeführt wird. Zur Umschaltung wird ein Umschaltkriterium verwendet. Das Umschaltkriterium ist ein Übergangskriterium zwischen zwei Regelungstypen, wobei ein Regelungstyp beispielsweise die Geschwindigkeitsregelung ist und ein zweiter Regelungstyp die Druckregelung ist.
Anstelle der Geschwindigkeitsregelung ist auch eine Geschwin¬ digkeitssteuerung verwendbar. Ebenso ist anstelle der Druck¬ regelung auch eine Drucksteuerung einsetzbar. Das Übergangs¬ kriterium betrifft dann demzufolge zwei Steuerungstypen.
Das Umschaltkriterium ist beispielsweise eine Position der
Schnecke, ein Schmelzdruck oder ein Forminnendruck innerhalb des Formwerkzeugs. Die Umschaltung stellt eine Umstellung von beispielsweise einer Geschwindigkeitsregelung auf eine Druck¬ regelung dar. Es ist zu vermeiden, dass es zu einem Druck- einbruch oder auch zu Druckspitzen kommt, die sich nachteilig auf die Qualität von Spritzgussteilen auswirken. Um stets ei¬ ne reproduzierbare und exakte, insbesondere bezüglich eines Umstellkriteriums punktgenaue Umstellung auf die Druckrege¬ lung zu erhalten, sind beispielsweise möglichst kurze Abtast- zeiten für die Regelung und/oder die Steuerung verwendbar. Eine mögliche Abtastzeit ist beispielsweise im Bereich von 100 μs.
Eine andere Möglichkeit zum Erhalt reproduzierbarer Ergebnis- se ist die Verwendung einer Interrupt-Steuerung. Hierbei wird auf externe Komparatoren und einer anschließenden Interrupt- Reaktion mit ein gegebenenfalls neun Aufsätzen eines Regler- zyklusses und/oder Steuerungszyklusses gesetzt.
Abtastzeiten im Bereich von 100 μs erfordern einen hohen
Hardwareaufwand. Neben der reinen Rechenleistung müssen auch alle beteiligten Aktoren und Sensoren diese Zeiten unterstüt- zen, was die Hardwarekosten steigen lässt. Verfahren mit ei¬ ner Interrupt-Reaktion hingegen schließen den Einsatz zyklus¬ synchroner Peripherie aus, da hier ein Neuaufsynchronisieren nicht möglich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein neues Ver¬ fahren zum Betrieb einer Spritzgießmaschine anzugeben, mit welchem die Umschaltung auf eine Druckregelung verbessert wird.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Das Verfahren ist erfin¬ dungsgemäß bei einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 9 ein¬ setzbar. Die Unteransprüche 2 bis 8 sind vorteilhafte erfin- derische Weiterbildungen des Verfahrens.
Bei einem Verfahren zum Betrieb einer Spritzgießmaschine, welche insbesondere ein Formwerkzeug, eine Einspritzeinrich¬ tung und a) eine digitale Regelungseinrichtung zur Regelung zumin¬ dest der Einspritzeinrichtung und/oder b) eine digitale Steuerungseinrichtung zur Steuerung zu¬ mindest der Einspritzeinrichtung aufweist, wird bei der Regelung und/oder Steuerung der Einspritzein- richtung, abhängig vom Erreichen eines Übergangskriteriums auf eine Druckregelung zur Regelung der Einspritzeinrichtung und/oder auf eine Drucksteuerung der Einspritzeinrichtung um¬ gestellt. Die Einspritzeinrichtung dient insbesondere dem Einspritzen von beispielsweise erhitztem Kunststoff in das Formwerkzeug. Das Übergangskriterium ist beispielsweise ein Umschaltkriterium zum Umschalten auf die Drucksteuerung oder die Druckregelung. Dabei löst die Drucksteuerung bzw. die Druckregelung beispielsweise eine Geschwindigkeitsregelung oder auch eine Geschwindigkeitssteuerung der Einspritzein- richtung ab. Die Regelung bzw. die Steuerung betrifft dabei insbesondere einen Antrieb zur Bewegung eines Mittels welches für das Einspritzen von Material in das Formwerkzeug vorgese¬ hen ist. Dieses Mittel ist beispielsweise eine Schnecke.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Wert, welcher für die Bestimmung des Übergangskriteriums benutzt wird, er¬ mittelt. Dieser Wert ist beispielsweise ein Druckwert.
Aus zumindest einem gemessenen Wert wird zumindest ein Extra¬ polationswert ermittelt. Der Extrapolationswert wird mit ei- nem Übergangskriterium verglichen, wobei das Übergangskrite¬ rium beispielsweise ein Umschaltkriterium ist. Ist der Extra¬ polationswert gleich dem Übergangskriterium oder überschrei¬ tet der Extrapolationswert das Übergangskriterium, so wird die Druckregelung und/oder -Steuerung beispielsweise in einen wesentlichen Eingriff gebracht. Unter der Eingriffnahme wird verstanden, dass beispielsweise auf eine Druckregelung und/oder Drucksteuerung umgestellt bzw. geschaltet wird. An¬ teilig können neben der Druckregelung und/oder Drucksteuerung aber auch andere Regelungen sowie Steuerungen, wie zum Bei- spiel eine Lageregelung, noch wirksam sein. Deren Anteil ist vorteilhafter Weise jedoch kleiner als beispielsweise der An¬ teil der Druckregelung. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vollständig auf die Druckregelung und/oder Drucksteue¬ rung umgeschaltet.
Mittels der Verwendung eines Extrapolationswertes ist z.B. vermeidbar, dass es zu Sprüngen an einem Ausgang des Reglers oder der Steuerung kommt, welcher die Qualität eines Spritz¬ gutes beeinträchtigt. Auch eine Verhinderung einer Über- schreitung des Übergangskriteriums am Ausgang des Reglers o- der am Ausgang der Steuerung ist durchführbar. Der Regler bzw. die Steuerung betrifft dabei auch eine dazugehörige Ein¬ richtung. Das Übergangskriterium betrifft beispielsweise ei¬ nen Druck oder auch eine Weg.
Nach dem Stand der Technik wird im Umschaltpunkt, also zum Zeitpunkt der Umstellung auf die Druckregelung, nicht schlag- artig von einem letzten Istwert des Drucks auf eine für eine Nachdruckphase definierten Nachdruck als Sollwert umgeschal¬ tet, sondern mit einem definierten Druckgradienten dp/dt auf eine Profilstufe hinzu gefahren, wobei die Profilstufe den Sollwert für den Druck der Nachdruckphase darstellt. Durch die Abtastung in einem Reglertakt oder im Takt der Steuerung ist das Umschaltkriterium nicht exakt reproduzierbar auswert¬ bar. Ist beispielsweise ein Positionswert der Wert des be¬ trachteten Übergangskriteriums so ergibt sich ein Jitter aus dem Produkt der aktuellen Geschwindigkeit z.B. der Schnecke und des Taktes der Regelung bzw. der Steuerung. Auf diese Weise ist es im Stand der Technik möglich, dass ein maximaler Druck überschritten wird. Der Druck betrifft insbesondere den Druck innerhalb des Formwerkzeugs.
Mittels der Verwendung des Extrapolationswertes wird erfin¬ dungsgemäß dieses Problem gelöst. Mittels des erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens wird in der Einspritzphase vor dem Erreichen des Umschaltpunktes der Druckverlauf extrapoliert. Der Druck- verlauf betrifft beispielsweise den Druck im Formwerkzeug, in einer Einspritzdüse und/oder im Schneckenvorraum. Das erfin¬ dungsgemäße Verfahren ermöglicht einen gleich bleibenden Druckverlauf und vermeidet Drucksprünge, welche sich nachtei¬ lig auf das zu spritzende Gut im Formwerkzeug auswirken.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich eine Mini¬ mierung des Jitters, wobei der Jitter den Druckverlauf be¬ trifft, wobei der Druckverlauf insbesondere im Bereich des Übergangskriteriums (z.B. Umschaltkriteriums) von Relevanz ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für die Druckregelung und/oder für die Drucksteuerung ein Startsollwert für den Druck ermittelt. Der Startsollwert betrifft dabei insbesondere den Startwert einer Gradientenkurve. Mit Hilfe der Gradientenkurve wird ein Drucksollwert vorgegeben, der sich z.B. linear an eine Druck- stufe annähert. Die Druckstufe gibt einen zeitlich begrenzten konstanten Drucksollwert vor. Im Bereich des Übergangs auf die Druckregelung bzw. die Drucksteuerung wird der Startsoll¬ wert insbesondere innerhalb eines Taktes der Regelung und/oder Steuerung der Spritzgießmaschine berechnet.
Zur Extrapolation wird beispielsweise ein gespeicherter Druckverlauf verwendet. Als Druck ist beispielsweise der Hyd¬ raulikdruck der Schnecke, der Druck der Schmelze oder ein Forminnendruck verwendbar. Der Forminnendruck ist der Druck innerhalb des Formwerkzeuges.
Ein Extrapolationswert ist beispielsweise mittels einer Stützpunkttabelle ermittelbar. In der Stützpunkttabelle sind dabei Werte hinterlegt, welche einen typischen Verlauf eines Wertes, wie z.B. eines Druckwertes, widerspiegeln.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird der Ext¬ rapolationswert mittels einer Interpolationsfunktion und/oder mittels eines Polynoms ermittelt. Das Polynom ist beispiels¬ weise vom Grade 3, 4 oder 5.
Der Extrapolationswert ist in einer weiteren Ausführung auch mittels einer Masterkurve ermittelbar. In der Masterkurve ist beispielsweise ein Druckverlauf über die Zeit aufgetragen und gibt Werte wieder, welche sich im Regelfall einstellen. Ist¬ werte des Druckes können dann mit der Masterkurve verglichen werden, so dass durch Vergleich der Istwerte ein Wert schätz¬ bar ist, welcher sich zukünftig einstellt. Dieser Vergleich betrifft insbesondere die Umschaltung auf die Druckregelung und/oder die Drucksteuerung. Der zukünftige Druckwert, wel¬ cher aus der Masterkurve ablesbar ist, soll dabei den Wert des Übergangskriteriums, also z.B. einen maximalen Druckwert nicht übersteigen. Das Übergangskriterium betrifft beispielsweise eine Position (Lage) der Schnecke, ein Hydraulikdruck oder einen Druck der Schmelze oder auch einen Forminnendruck.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens sind ver¬ schiedene Umstellkriterien nutzbar. Beispiele für Umstellkri¬ terien sind: Position der Schnecke, Hydraulikdruck, Schmelz¬ druck, Forminnendruck, usw.
Die Ermittlung des Wertes, welcher für das Übergangskriterium verwendet wird, erfolgt in einem Reglertakt bzw. in einem Takt der Steuerung. Der Reglertakt ist beispielsweise ein Servotakt eines elektrischen Antriebs. Der Steuerungstakt ist beispielsweise der Takt einer Steuerung, welche zur Ansteue- rung eines Hydraulikantriebes vorgesehen ist. Die Regelungs¬ einrichtung ist beispielsweise verwendbar für die Regelung eines Antriebs der Einspritzeinrichtung. Die Einspritzein¬ richtung ist beispielsweise ein Kolben und/oder eine Schne¬ cke.
Als Wert für das Übergangskriterium, welches insbesondere ein Umschaltkriterium mit einem Umschaltpunkt ist, wird bei¬ spielsweise ein Positionswert verwendet. Dabei wird zunächst eine zukünftige Position, beispielsweise der Schnecke, be- rechnet. Die Position errechnet sich beispielsweise wie folgt :
Sneu = slst + vlst.TR; für
Sneu = Neu-Position, slst = Ist-Position,
V1St = Ist-Geschwindigkeit,
TR = Taktzeit.
Liegt die vorausberechnete neue Position sneu hinter der Um- schaltposition sUM, also hinter dem Umschaltkriterium, wird eine Zeit T11 bis zum Erreichen des Umschaltpunktes, also bis zum Erreichen des Umschaltkriteriums berechnet. Die Zeit Tn berechnet sich wie folgt: T11 = (sUM - slst)/vlst. Liegt die vor¬ ausberechnete Position sneu hinter der Umschaltposition sUM wird gleichzeitig in die Druckregelung umgestellt/umgeschal¬ tet.
Ein erster Sollwert für die Nachdruckphase, also für die Pha¬ se in welche in die Druckregelung umgestellt worden ist, wird wie folgt berechnet :
P soll-start = Pum + dp/dt . ( TR-T11 ) .
Mit einem Druck-Istwert plst wird z.B. in eine Tabelle mit ab¬ gespeicherten Druckverlauf der Einspritzphase gegangen und der Druckwert pum gesucht, der sich nach der Zeit T11 ein- stellt. Ausgehend von diesem Druckwert wird mit einem Start¬ gradienten dp/dt auf die erste Druckstufe der Nachdruckphase vermindert oder erhöht .
Auf diese Weise folgt der Druckverlauf unabhängig von der La- ge des Umschaltzeitpunktes innerhalb des Reglertaktes. Der
Druckverlauf betrifft beispielsweise einem Hydraulikdruck zur Ausbildung einer linearen Bewegung der Schnecke oder auch der Druck im Schneckenvorraum. Alternativ oder in Kombination kann auch der Innendruck des Formwerkzeuges verwendet werden. Bei dem Verfahren wird beispielsweise zunächst der zukünftige Hydraulikdruck bzw. Schmelzedruck aus der Tabelle des Druck¬ verlaufs ermittelt. Dies erfolgt wie oben beschrieben, indem ausgehend vom Istdruck in der Tabelle der Druckwert nach TR ausgelesen wird.
Pneu = f (PistΛ TR) .
Liegt dieser Druck oberhalb des Umschaltdrucks pum, wird die Zeit Tu aus der Tabelle ermittelt, nach der der Umschaltpunkt erreicht wird.
Tu = f (pist, Pum) und gleichzeitig in die Druckregelung und/oder die Drucksteu¬ erung umgeschaltet.
Der erste Sollwert für die Nachdruckphase wird dafür wie folgt ermittelt :
P soll-start = Pum + dp / dt . ( TR - T11 ) ,
wobei in diesem Fall pum der feste Umschaltdruck ist.
Auch hier folgt der Druckverlauf unabhängig von der Lage des Umschaltzeitpunkts innerhalb des Reglertakts.
Wird als Druck der Forminnendruck verwendet so sind Randbe- dingungen zu berücksichtigen. Die Umschaltung über den Form¬ innendruck als Umschaltkriterium stellt eine komplexe Anfor¬ derung dar, da hier das Übergangskriterium (Umschaltkrite¬ rium) und die zu regelnde (zu steuernde) Größe unterschied¬ lich sind. In diesem Falle wird zwar bei Erreichen eines be- stimmten Schwellwertes des Innendrucks auf den Nachdruck um¬ gestellt, die Druckregelung arbeitet jedoch stets z.B. auf den Hydraulikdruck bzw. Schmelzedruck, da durch das Erstarren des Formteils im Werkzeug technologisch die Regelung auf den Forminnendruck wenig sinnvoll ist.
Bei der Verwendung des Forminnendrucks sind sowohl für den Forminnendruckverlauf als auch den Verlauf des Hydraulik¬ drucks bzw. des Schmelzedruckverlauf typische (gemittelte) Istkurven aufgenommen und abgespeichert.
In der bereits oben ausführlich beschriebenen Weise wird zu¬ nächst aus der Tabelle des Forminnendruckverlaufs die Um¬ schaltzeit Tu ermittelt und danach mittels dieser Zeit und dem aktuellen Hydraulikdruck (Schmelzedruck der voraussicht- liehe Hydraulikdruck/Schmelzedruck pum im Umschaltpunkt er¬ mittelt . Der erste Sollwert für die Nachdruckphase wird wieder wie folgt ermittelt :
Psoll-start = Pum + dp/dt . ( TR - T11) .
Neben der Verwendung von Tabellen können auch Masterkurven zur Anwendung kommen. Masterkurven stellen eine weitere Dar¬ stellungsform von Verläufen von Werten wie insbesondere von Druckwerten dar.
Die oben genannten Übergangskriterien lassen sich selbstver¬ ständlich miteinander kombinieren und/oder verknüpfen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar- gestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigt :
FIG 1 Phasen ein Spritzvorganges,
FIG 2 ein Druckverlauf innerhalb eines Formwerkzeuges, FIG 3 eine Druckumschaltung gemäß dem Stand der Technik, FIG 4 eine erfindungsgemäße Druckumschaltung, FIG 5 einen gespeicherten Druckverlauf, FIG 6 eine Ermittlung eines Umschaltdruckes aus einem
Kurvenverlauf, FIG 7 eine vereinfachte graphische Darstellung mittels linearer Druckverläufe für die Extrapolation und die Festlegung eines Startwertes für den Sollwert der Druckregelung und
FIG 8 ein Schaubild, welches einen Einspritzvorgang in eine Einspritzphase und eine Nachdruckphase unter¬ gliedert .
Die Darstellung gemäß FIG 1 zeigt drei Schritte 3, 5, 7 eines Gießprozesses. Der erste Schritt 3 betrifft das Plastifizie- ren und Dosieren, der zweite Schritt 5 betrifft das Einsprit¬ zen und Nachdrücken und der dritte Schritt 7 betrifft das Ab¬ kühlen und Entformen. Der Gießprozess betrifft eine Spritz- gießmaschine 1. Die Spritzgießmaschine 1 weist eine Schnecke 21 auf. Die Schnecke 21 befindet sich in einem Schneckenzy¬ linder 31. Die Spritzgießmaschine 1 weist weiterhin einen Trichter 25 auf. Der Trichter 25 ist mit Kunststoffgranulat 23 beschickbar. Durch eine Drehbewegung 33 der Schnecke 21 ist das Kunststoffgranulat 23 in einen Schneckenvorraum 19 transportierbar. Während des Transportes wird durch Reibung bzw. mittels einer elektrischen Heizung 29 das Kunststoffgra¬ nulat zu einer Schmelze erhitzt. Die Schmelze sammelt sich durch eine Drehbewegung 33 in Schneckenvorraum 19 an. Die
Drehbewegung 33 ist beispielsweise mittels eines elektrischen Antriebs 37 erzielbar. Als Antrieb kann auch ein hydrauli¬ scher Antrieb verwendet werden, jedoch ist dies in der Figur nicht dargestellt. Der elektrische Antrieb 37 ist beispiels- weise mittels einer Regelungseinrichtung 39 regel- bzw. steu¬ erbar. Die Regelungseinrichtung 39 weist insbesondere eine Geschwindigkeits- und/oder Lageregelung 45 und eine Druckre¬ gelung 47 auf. Dadurch, dass sich im Schneckenvorraum 19 Schmelze ansammelt, wird die Schnecke 21 von einer Düse 17 weggedrückt. Die Düse 17 ist zum Auslassen der Schmelze vor¬ gesehen. Die Düse 17 ist an ein Formwerkzeug 13, 15 herführ¬ bar, wobei hierfür beispielsweise eine elektrischer oder ein hydraulischer Antrieb vorgesehen ist, wobei beide in der Fi¬ gur nicht dargestellt sind. Das Formwerkzeug 13, 15 weist zwei Formteile auf. Das erste Formteil 13 und das zweite
Formteil 15 werden zur Ausbildung einer Form zusammengefügt. Der erste Schritt des Gießprozesses beinhaltet eine Plastifi- zierung und eine Dosierung des Schmelzmaterials. Der zweite Schritt 5 des Gießprozesses betrifft das Einspritzen der Schmelze bzw. das Nachdrücken dieser. Zum Einspritzen der
Schmelze wird die Schnecke 21 in Richtung der Düse 17 bewegt. Dadurch dringt Schmelze in das Formwerkzeug 13, 15 ein. Am Ende des Einspritzvorgangs wird ein Nachdruck ausgeübt.
In einem dritten Schritt 7 des Gießprozesses erfolgt ein Ab¬ kühlen und ein Entformen. Der Schneckenzylinder 31 wird vom Formwerkzeug 15 getrennt. Die beiden Teile des Formwerkzeuges 13 und 15 werden getrennt, so dass ein Spritzgut 41 freigege¬ ben wird. Nach diesem Schritt folgt wieder der erste Schritt 3 des Gießprozesses, nämlich das Plastifizieren und das Do¬ sieren.
Die Darstellung gemäß FIG 2 zeigt einen Druckverlauf p in ei¬ nem Formwerkzeug. Der Druck betrifft den Druck im Formwerk¬ zeug und ist über die Zeit t aufgetragen. Der Druckverlauf ist in drei Phasen unterteilt. Einer Einspritzphase 9 folgt eine Kompressionsphase 10 und anschließend eine Nachdruckpha¬ se 11. In der Kompressionsphase sind zwei Druckverläufe dar¬ gestellt. Ein nachteiliger Druckverlauf 59, welcher gestri¬ chelt dargestellt ist und ein vorteilhafter Druckverlauf 61, welcher mittels einer kontinuierlichen Linierung dargestellt ist. Bei der Darstellung des nachteiligen Druckverlaufs 59 wird klar, dass bei ungenügender Druckregelung ein für ein zu gießendes Spritzgut nachteiliger Druckverlauf erfolgt. Durch den Druck können nachteilig Stoffparameter wie Kristallinität oder Anisotropie beeinflusst werden. Weiterhin sind in der Kompressionsphase Formteileigenschaften, also Eigenschaften des Spritzgutes, bezüglich beispielsweise einer vollständigen Ausformung des Spritzgutes, einer Gratbildung oder einer Schwimmhautbildung nachteilig bzw. vorteilhaft beeinflussbar.
Die Darstellung gemäß FIG 3 zeigt einen Druckverlauf 63. Der Druck ist beispielsweise der Wert W 49, welcher zur Festle¬ gung eines Übergangskriteriums 43, welches insbesondere ein Umschaltkriterium ist, verwendet wird und über die Zeit t aufgetragen ist. Das Übergangskriterium 43 Kum ist ein Druck- schwellwert. Wird der Schwellwert, also das Umschaltkriterium 43 Kum durch einen Druckwert bezüglich des Druckverlauf 63 überschritten, hat eine Umschaltung auf eine Druckregelung zu erfolgen. Somit ist der Druck überwachbar und begrenzbar. I- dealer Weise fällt ein Reglertakt TR 53 genau in den Punkt, in dem der Druckverlauf 63 gleich dem Umschaltkriterium 43 entspricht. Mittels der Druckregelung ist beispielsweise ein statischer Druck einzustellen. Der statische Druck wird durch einen Drucksollwert 65 vorgegeben. Mittels eines Druck- Zeitprofils 67, welches beispielsweise eine Gradientenkurve ist, wird nun der Druckistwert zu einem Zeitpunkt, an welchem das Umschaltkriterium 43 erfüllt ist bis zum zumindest u.U. zeitlich begrenzt statischen Drucksollwert 65 geführt. Abhän¬ gig von der Position des Reglertaktes TR1 73, TR274, TR375 oder TR4 76 erfolgt ein Umschalten auf das Druckzeitprofil 67 zu verschiedenen Zeitpunkten. Daraus ergibt sich jeweils ein Überdruck Pu2 72, Pu3 71 und Pu3 70. Derartige Überdrucke, wel- che nach dem Stand der Technik auftreten, sind zu vermeiden. Der Überdruck ergibt sich aus der Differenz von Pu2? Pu3 bzw. P1J4 mit dem Wert Kum. Abhängig vom Umschaltzeitpunkt, also der Position des Reglertaktes TR1 73, TR274, TR375 oder TR476 zum Umschaltwert Kum ergibt sich eine Kurvenschar unterschiedli- eher Druckzeitprofile 67, wobei die Druckzeitprofile bei¬ spielsweise derart ausgebildet sind, dass mittels eines defi¬ nierten Druckgradienten dp/dt der Druck p auf eine Profilstu¬ fe also den Druckwert 65 hin zugefahren werden kann. Die in den Druckzeitprofilen 67 dargestellten Kreise geben Positio- nen des Taktes an.
Die Darstellung gemäß FIG 4 zeigt eine Darstellung ähnlich FIG 3 jedoch nunmehr mit einer verbesserten Druckumschaltung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. bei einer er- findungsgemäßen Spritzgießmaschine, welche nicht dargestellt ist. Zu einem Messzeitpunkt TM 78 wird ein Messdruck PM 80 gemessen. Danach erfolgt die Berechnung von Extrapolations¬ werten 51. Ist der Extrapolationswert, welcher sich zum Zeit¬ punkt TM+1 82 ergibt gleich oder größer dem Umschaltkriterium Kum 43, so kann nunmehr bereits einen Takt nach dem Messzeit¬ punkt TM 78 die Umschaltung in die Druckregelung erfolgen. Bei dem in FIG 4 dargestellten Verfahren wird der Druckver¬ lauf 63, welcher sich durch gemessenen Druckistwerte ergibt, extrapoliert, wobei bei Erreichung des Übergangskriteriums, welches in FIG 4 das Umschaltkriterium Kum 43 ist, die Soll¬ wertvorgabe gemäß des Druck-Zeit_Profils 67 erfolgt. Nach er¬ reichen eines ersten Drucksollwertes 65 können sich noch wei- tere Drucksollwerte anschließen, welche zeitlich begrenzt ei¬ nen konstanten Betrag aufweisen.
Die Darstellung gemäß FIG 5 zeigt einen abgespeicherten Druckverlauf. Dieser abgespeicherter Druckverlauf ist als ei¬ ne Masterkurve 90 einsetzbar. Der Verlauf eines Druckes p 84 ist gemäß FIG 5 über die Zeit t 86 dargestellt. Der abgespei¬ cherte Druckverlauf verläuft beispielsweise zwischen einem Druckanfangswert p-Anfang 88 und einem Druckendwert p-Ende 90. Zwischen diesen beiden Werten liegt der Druck, welcher für die Umschaltung herangezogen wird, wobei Drücke, die die¬ sen Druck vorangehen bzw. nachfolgen zumindest in einem Zeit¬ bereich 94 liegen, welcher größer ist als die Taktzeit. Der Zeitbereich ist also ausreichen groß zu wählen, so dass die Informationen, welche für den Übergang zur Druckregelung bzw. zur Drucksteuerung notwendig sind, auch vorliegen. Ein Zeit¬ bereich 94 mit einer Länge von 10 Abtastzeiten kann dieser Anforderung schon genügen. Die Darstellung gemäß FIG 5 zeigt im übrigen auch die Anfangssteigung 96 des Druckverlaufs und die Endsteigung 97 des Druckverlaufs.
Die Darstellung gemäß FIG 6 lehnt sich an die Darstellung ge¬ mäß FIG 5 an und zeigt anschaulich, wie eine Umschaltdruck aus einem Druckverlauf ermittelbar ist. Ein Druck p wird ge- messen und ist somit ein aktueller Istwert plst des Drucks p 84. Danach wird eine Umschaltzeit Tum ermittelt. Die Um¬ schaltzeit Tum ist die Zeit, welche verstreicht, bis das Um¬ schaltkriterium 43 also der Umschaltdruck pum erreicht wird. Die Umschaltzeit Tum ist kleiner als eine Taktzeit, wie z.B. ein Reglertakt, wobei diese Taktzeit in der FIG 6 nicht dar¬ gestellt ist.
Die Darstellung gemäß FIG 7 zeigt eine Darstellung, bei wel¬ cher eine Wegposition s 92 über die Zeit t 86 aufgetragen ist. Die Wegposition s 92 ist ein Beispiel für das Übergangs¬ kriterium und gibt beispielsweise die Wegposition der Schne¬ cke beim Einspritzen und/oder in der Nachdruckphase an. Aus einem aktuellen Istwert der Wegposition slst HO wird bei ei¬ ner vorgegebenen Geschwindigkeit v (ds/dt=v) und einem vorge¬ gebenen Takt TR 53 eine neue Wegposition sneu 112 errechnet. Die neue Wegposition sneu 112 ist in einem Bereich größer als ein vorgegebenes Übergangskriterium sum 114 zur Umschaltung auf die Druckregelung bzw. Drucksteuerung. Die Zeit, welche sich zwischen dem Istwert slst HO und dem Erreichen des Um¬ schaltwertes sum 114 ergibt ist die Umschaltzeit Tum 88. Aus der Differenz zwischen der Taktzeit TR 53 und der Umschalt- zeit Tum 88 ergibt sich die Zeit die verwendet wird um auf einer Gradientenkurve 91 einen neuen Sollwert für den Druck zu berechnen. Durch einen Übertrag der berechenbaren Zeiten Tum 88 und TR-Tum auf eine Masterkurve 90, bei der der Druck p 84 über die Zeit t 86 aufgetragen ist, ergibt sich also ein Umschaltdruck pum 43 und ein Startwert für den Solldruck Psoii_start 55, welcher auf der Gradientenkurve 91 mit einer Steigung dp/dt liegt. Die Gradientenkurve 91 führt in einen ersten Endsollwert 57. Weitere abgesenkte Druckstufen können folgen.
Die Darstellung gemäß FIG 8 zeigt ein Schaubild, welches ei¬ nen Einspritzvorgang in eine Einspritzphase 102 und eine Nachdruckphase 106 untergliedert. Zwischen der Einspritzphase 102 und der Nachdruckphase 106 erfolgt ein Übergang 104 in der Regelung bzw. der Steuerung der Spritzgießmaschine. So¬ wohl die Einspritzphase 102 als auch die Nachdruckphase 106 kann geregelt oder gesteuert durchgeführt werden. In der Ein¬ spritzphase 102 wird zur Regelung und/oder Steuerung bei¬ spielsweise ein Geschwindigkeits-Zeit-Profil verwendet. In der Nachduckphase 106 wird beispielsweise eine Druckregelung bzw. ein Drucksteuerung durchgeführt, welche auf einem Druck- Positions-Profil basiert. Vorteilhafter Weise ist in der Ein¬ spritzphase 102 eine Druckbegrenzung unterlagert. Die Druck¬ begrenzung weist vorteilhafter Weise eine Positionsabhängig- keit auf. In der Nachdruckphase 106 wird vorteilhafter Weise ein unterlagerte Geschwindigkeitsbegrenzung durchgeführt. Auch eine Volumenbegrenzung kann unterlagert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb einer Spritzgießmaschine (1), welche ein Formwerkzeug (13,15), eine Einspritzeinrichtung (21) und eine digitale Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung (39) zumindest zur Regelung und/oder Steuerung der Einspritzein¬ richtung (21) aufweist, wobei bei der Regelung und/oder Steu¬ erung der Einspritzeinrichtung (21) abhängig vom Erreichen eines Übergangskriteriums (43) auf eine Druckregelung und/oder eine Drucksteuerung (47) zur Regelung und/oder Steu¬ erung der Einspritzeinrichtung (21) umgestellt wird, wobei ein Wert (49), welcher für die Bestimmung des Übergangskrite¬ riums (43) genutzt wird, ermittelt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zu zumindest einem ge- messenen Wert (49) zumindest ein Extrapolationswert (51) er¬ mittelt wird, wonach der Extrapolationswert (51) mit dem Übergangskriterium (43) verglichen wird, wonach bei: a) Gleichheit des Extrapolationswertes (51) mit dem Über¬ gangskriterium (43) oder b) bei Überschreitung des Übergangskriteriums (49) durch den
Extrapolationswert (51) die Druckregelung und/oder die Drucksteuerung (47) zumindest in einen wesentlichen Eingriff in der Regelung und/oder Steu¬ erung der Spritzgießmaschine (1) gebracht wird oder auf die Druckregelung und/oder die Drucksteuerung (47) umgeschaltet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für die Druckregelung und/oder für die Drucksteuerung (47) ein Startsollwert (55) für den Druck er¬ mittelt wird, wobei der Startsollwert (55) insbesondere eine Gradientenkurve ( ) betrifft und wobei der Startsollwert (55) insbesondere innerhalb eines Taktes der Regelung und/oder Steuerung der Spritzgießmaschine (1) berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e ¬ k e n n -z e i c h n e t , dass der Extrapolationswert (51) mittels einer Stützpunkttabelle ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Extrapolationswert (51) mittels einer Interpolationsfunktion und/oder mittels eines Polynoms ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Extrapolationswert (51) mittels einer Masterkurve (90) ermittelt wird und insbe¬ sondere für eine Umschaltung auf die Druckregelung und/oder die Drucksteuerung die gemessenen Werte mit der Masterkurve (90) verglichen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ermittlung des Wer¬ tes (49) in einem Reglertakt (53) einer Regelungseinrichtung (39) welcher zum Antrieb der Einspritzeinrichtung (21) ver¬ wendet wird durchgeführt wird, wobei als Einspritzeinrichtung (21) insbesondere ein Kolben und/oder eine Schnecke (21) ver¬ wendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Wert (49) ein Posi¬ tionswert und/oder ein Druckwert und/oder ein Zeitwert ver¬ wendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mittels einer Funktion die Sollwerte für die Druckregelung (47) zwischen dem Start¬ sollwert (55) und einem Endsollwert festgelegt werden.
9. Spritzgießmaschine (1), welche eine Regelungs- und/oder
Steuerungseinrichtung (39) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
PCT/EP2005/055146 2004-10-19 2005-10-11 VERFAHREN ZUM BETRIEB EINER SPRITZGIEßMASCHINE WO2006042809A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104875352A (zh) * 2014-02-28 2015-09-02 住友重机械工业株式会社 注射成型机

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT510879B1 (de) 2010-12-27 2012-10-15 Engel Austria Gmbh Steuer- und/oder regeleinrichtung zur steuerung und/oder regelung einer einspritzschnecke einer spritzgiessmaschine
AT514232B1 (de) 2013-04-18 2015-04-15 Engel Austria Gmbh Verfahren zum Steuern oder Regeln einer Spritzgießmaschine
US9643351B2 (en) 2013-08-01 2017-05-09 Imflux Inc Injection molding machines and methods for accounting for changes in material properties during injection molding runs
EP3027381B1 (de) 2013-08-01 2019-03-06 Imflux Inc. Spritzgiessmaschinen und verfahren zur berücksichtigung von veränderungen bei den materialeigenschaften während des spritzgiessens
JP2016129952A (ja) * 2015-01-13 2016-07-21 ファナック株式会社 射出成形機の圧縮制御装置
AT516879B1 (de) 2015-02-16 2018-02-15 Engel Austria Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Einspritzaggregats und Einspritzaggregat
JP6169633B2 (ja) * 2015-03-04 2017-07-26 ファナック株式会社 射出成形機の圧力制御装置
WO2021062523A1 (en) 2019-10-04 2021-04-08 Husky Injection Molding Systems Ltd. Stabilized adaptive hydraulic system pressure in an injection molding system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0890619A (ja) * 1994-09-29 1996-04-09 Nok Corp 射出成形装置
JPH08276473A (ja) * 1995-04-07 1996-10-22 Japan Steel Works Ltd:The 射出成形機の計量制御方法および装置
AT7473U1 (de) * 2004-02-27 2005-04-25 Engel Austria Gmbh Verfahren zur regelung eines spritzzyklus bei einer spritzgiessmaschine
EP1612027A1 (de) * 2003-04-07 2006-01-04 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Verfahren zu steuerung einer spritzgiessmaschine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4140392C2 (de) * 1991-12-07 1997-02-20 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Regelung eines Spritzgießprozesses
CH688441A5 (de) * 1994-10-19 1997-09-30 Kk Holding Ag Verfahren zur Bestimmung des Umschaltpunktes bei der Herstellung eines Spritzgussteils.
DE19536566C1 (de) * 1995-10-02 1997-02-06 Arburg Gmbh & Co Verfahren zur Regelung des Werkzeuginnendrucks an einer zyklisch arbeitenden Maschine
CH692491A5 (de) * 1997-04-23 2002-07-15 Kk Holding Ag Verfahren zur Bestimmung des Umschlaltpunktes bei der Herstellung eines Spritzgussteils.
US5997778A (en) * 1998-04-23 1999-12-07 Van Dorn Demag Corporation Auto-tuned, adaptive process controlled, injection molding machine
DE10155162A1 (de) * 2001-11-12 2003-05-22 Priamus System Technologies Ag Verfahren zum Füllen der Kavität eines Werkzeuges
JP3778441B2 (ja) * 2002-03-26 2006-05-24 本田技研工業株式会社 樹脂射出成形のための保圧開始圧力決定方法
JP3881319B2 (ja) * 2003-02-13 2007-02-14 株式会社名機製作所 電動式射出成形機のスクリュ背圧制御方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0890619A (ja) * 1994-09-29 1996-04-09 Nok Corp 射出成形装置
JPH08276473A (ja) * 1995-04-07 1996-10-22 Japan Steel Works Ltd:The 射出成形機の計量制御方法および装置
EP1612027A1 (de) * 2003-04-07 2006-01-04 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Verfahren zu steuerung einer spritzgiessmaschine
AT7473U1 (de) * 2004-02-27 2005-04-25 Engel Austria Gmbh Verfahren zur regelung eines spritzzyklus bei einer spritzgiessmaschine

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 08 30 August 1996 (1996-08-30) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 02 28 February 1997 (1997-02-28) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104875352A (zh) * 2014-02-28 2015-09-02 住友重机械工业株式会社 注射成型机
CN104875352B (zh) * 2014-02-28 2017-04-12 住友重机械工业株式会社 注射成型机

Also Published As

Publication number Publication date
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JP4494472B2 (ja) 2010-06-30

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