DE102012109458B4

DE102012109458B4 - Controller für den drehbaren Kern einer Aufschraubform

Info

Publication number: DE102012109458B4
Application number: DE102012109458.6A
Authority: DE
Inventors: Tatsuhiro Uchiyama; Akimasa Matsuo
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2032-10-05
Also published as: JP2013082083A; DE102012109458A1; CN103029270B; CN103029270A; JP5161358B1

Abstract

Drehkern-Controller (10), der einen Servomotor (60) steuert, der einen Drehkern (54) einer Aufschraubform antreibt, die zum Formen eines Formobjekts (64) verwendet wird, das einen Gewindebereich aufweist, wobei der Drehkern-Controller umfasst: eine Vorwärtsdrehzeit-Berechnungseinheit, die zum Zurückführen des Drehkerns (54) in eine Ausgangs-Kernposition (100) nach einem Aufschraubvorgang eine erste Zeitspanne berechnet, in der der Drehkern (54) aus einer Zurückführ-Startposition (160) in die Ausgangs-Kernposition (100) vorwärts gedreht wird, wobei der Aufschraubvorgang eine Prozedur ist, bei der ein geformtes Objekt (64), das einen Gewindeabschnitt aufweist, entfernt wird, in dem der Servomotor (60) angesteuert wird, damit er den Drehkern (54) dreht, und die Ausgangs-Kernposition (100) eine Position ist, die die gleiche Phase hat wie die Position des Drehkerns zu Beginn des Aufschraubvorgangs; eine Rückwärtsdrehzeit-Berechnungseinheit, die eine zweite Zeitspanne berechnet, die zum Rückwärtsdrehen des Drehkerns (54) aus der Zurückführ-Startposition (160) in die Ausgangs-Kernposition (100) erforderlich ist; eine Vergleichseinheit, die die erste Zeitspanne und die zweite Zeitspanne vergleicht; und eine Ausgangspositions-Wiederherstelleinheit, die eine Drehrichtung wählt, die zu der ersten Zeitspanne oder der zweiten Zeitspanne gehört, je nachdem welche Zeitspanne kürzer ist, und zwar abhängig vom Vergleichsergebnis der Vergleichseinheit, und die den Servomotor (60) so betreibt, dass sich der Drehkern (54) in die Ausgangs-Kernposition (100) dreht.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Controller für einen drehbaren Kern einer Aufschraubform, die in einer Spritzgussmaschine verwendet wird. Sie betrifft insbesondere einen Controller für einen drehbaren Kern, der einen Servomotor steuert, der einen drehbaren Kern einer Aufschraubform antreibt, die zum Formen eines Objekts verwendet wird, das einen Gewindeabschnitt aufweist.
2. Beschreibung des Stands der Technik
In der offengelegten japanischen Patentschrift JP H04-47 914 A wird für eine Aufschraubform, die so aufgebaut ist, dass ein geformtes Objekt mit einem Gewinde, das durch Spritzguss in einer Form erzeugt wurde, wobei die Form durch Drehen des Kerns entfernt wird, ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein Servomotor als rotierender Antrieb für den Kern (drehbarer Kern, im Weiteren als Drehkern bezeichnet) anstelle von hydraulischem Druck oder von Luftdruck verwendet wird. Ein Drehkern mit Servomotor ist sauberer als andere Antriebsverfahren und eignet sich zum Formen in einer reinen Umgebung, beispielsweise beim Formen von Medizinprodukten.
Bei einem Drehkern mit Servomotor lässt sich die Lage gut regeln. Er kann eine Spiralform auf den Ausgangswinkel zurücksetzen, indem er einen Spiralform-Antriebsmotor vorwärts oder rückwärts dreht (offengelegte japanische Patentschrift JP H06-198 692 A ). Durch das Zurückführen einer Spiralform auf den Ausgangswinkel kann man hochwertige Formobjekte mit guter Qualität herstellen, die die gleiche Aufschraub-Anfangsposition aufweisen.
Eine Schwierigkeit bei der beschriebenen herkömmlichen Vorgehensweise besteht darin, dass abhängig von der Drehrichtung die Zykluszeit zunehmen kann, wenn der Drehkern in seine Ausgangsposition zurückkehrt. Die Ausgangsposition stellt den Drehwinkel (Phasenlage) mit der gleichen Phase dar, die der Kerndrehwinkel (im Weiteren als Aufschraubanfangswinkel bezeichnet) zu Beginn des Aufschraubens hatte.
Es werden nun Unterschiede der Zykluszeit anhand von 2 beschrieben, die von der Drehrichtung des Drehkerns abhängen.
Wird während des Spritzgießens geschmolzener Kunststoff in den Hohlraum einer Form eingespritzt, so befindet sich der Drehkern in einer ”Ausgangs-Kernposition 100”. Das geformte Objekt in dem Hohlraum wird abgekühlt, die Form wird geöffnet, und der Drehkern wird in die Richtung gedreht, die mit ”Aufschrauben 200” bezeichnet ist, und zwar bis in die ”Aufschraubvorgangs-Abschlussposition 120”, damit das geformte Objekt in einer Form auf der beweglichen Seite von der Form auf der beweglichen Seite gelöst wird. (In einem normalen Aufschraubvorgang wird der Drehkern um mehr als eine Umdrehung gedreht; er kann jedoch auch um weniger als eine Umdrehung gedreht werden.)
Für den folgenden Formungsvorgang muss der Drehkern in dem Hohlraum der Form in die ”Ausgangs-Kernposition 100” zurückgeführt werden. Wird der Drehkern in die ”Ausgangs-Kernposition 100” zurückgeführt, so wird der Drehkern in der Rückwärts-Drehrichtung gedreht, die mit dem Bezugszeichen 202 bezeichnet ist, oder in der Vorwärts-Drehrichtung, die mit dem Bezugszeichen 204 bezeichnet ist. Eine Schwierigkeit beim Zurückführen in die ”Ausgangs-Kernposition 100” besteht darin, dass beim Drehen des Kerns in die ”Ausgangs-Kernposition 100” in der Rückwärts-Richtung, die mit dem Bezugszeichen 202 bezeichnet ist, die Zykluszeit zunimmt. Kehrt der Kern über die Vorwärts-Drehrichtung, die mit dem Bezugszeichen 204 bezeichnet ist, in die ”Ausgangs-Kernposition 100” zurück, so wird die Zykluszeit kürzer als in der umgekehrten Drehrichtung, die mit dem Bezugszeichen 202 bezeichnet ist.
Enthält ein Drehmechanismus für einen Drehkern Zahnräder, so kann die umgekehrte Drehung des Drehkerns ein Spiel verursachen. Eine Zunahme bzw. Abnahme des Spiels, die von der Drehrichtung des Drehkerns abhängt, wird anhand von 3 beschrieben.
Man bevorzugt, dass die Drehrichtung während des Aufschraubens, die mit ”Aufschrauben 206” bezeichnet ist, die gleiche Richtung ist (Vorwärtsdrehung) wie die Drehrichtung beim Zurückführen in die ”Ausgangs-Kernposition 100”, damit kein Spiel auftritt. Abhängig von der ”Aufschraubvorgangs-Abschlussposition 140” kann es jedoch weniger Zeit erfordern, über die umgekehrte Drehrichtung in die ”Ausgangs-Kernposition 100” zurückzukehren als über die Vorwärtsdrehung. Das Bezugszeichen 208 bezeichnet die umgekehrte Drehrichtung, in der der Drehkern in die ”Ausgangs-Kernposition 100” zurückkehrt. In der mit dem Bezugszeichen 208 bezeichneten umgekehrten Drehrichtung ist die Zykluszeit kürzer, dafür nimmt aber das Spiel zu. Das Bezugszeichen 210 bezeichnet die Vorwärtsdrehrichtung, in der der Drehkern in die ”Ausgangs-Kernposition 100” zurückkehrt. Kehrt der Drehkern durch Drehen in der Vorwärtsdrehrichtung in die ”Ausgangs-Kernposition 100” zurück, die durch das Bezugszeichen 210 bezeichnet ist, so kann das Spiel verringert werden, die Zykluszeit nimmt jedoch zu.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Hinsichtlich der genannten Probleme des Stands der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Controller für einen drehbaren Kern bereitzustellen, der einen Servomotor steuern kann, der einen Drehkern einer Aufschraubform antreibt, die zum Formen eines geformten Objekts verwendet wird, das einen Gewindeabschnitt aufweist, und zwar so, dass die Zykluszeit verringert wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Controller mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
Ferner ist ein Controllers für einen Drehkern offenbart, wobei der Controller umfasst:
eine Vergleichseinheit, die einen Vergleich für das Zurückführen des Drehkerns in seine Ausgangs-Kernposition nach einem Aufschraubvorgang vornimmt, und zwar zwischen einer ersten Bewegungsentfernung wenn der Drehkern aus einer Zurückführ-Startposition in die Ausgangs-Kernposition vorwärts gedreht wird, und einer zweiten Bewegungsentfernung wenn der Drehkern aus der Zurückführ-Startposition in die Ausgangs-Kernposition rückwärts gedreht wird, wobei der Aufschraubvorgang eine Prozedur ist, bei der ein geformtes Objekt, das einen Gewindeabschnitt aufweist, entfernt wird, in dem der Servomotor angesteuert wird, damit er den Drehkern dreht, und die Ausgangs-Kernposition eine Position ist, die die gleiche Phase hat wie die Position des Drehkerns zu Beginn des Aufschraubvorgangs; und
eine Ausgangspositions-Wiederherstelleinheit, die eine Drehrichtung wählt, die zu einer kürzeren Entfernung gehört, und zwar abhängig vom Vergleich durch die Vergleichseinheit, und die den Servomotor so betreibt, dass sich der Drehkern in die Ausgangs-Kernposition dreht.
Die zweite Bewegungsentfernung kann man dadurch erhalten, dass man eine Spielgröße des Drehkerns zu der Anzahl Umdrehungen addiert, wenn das Rückwärtsdrehen des Drehkerns aus der Zurückführ-Startposition in die Ausgangs-Kernposition erfolgt.
Ein erfindungsgemäßer Controller für einen Drehkern umfasst:
eine Vorwärtsdrehzeit-Berechnungseinheit, die zum Zurückführen des Drehkerns in die Ausgangs-Kernposition nach einem Aufschraubvorgang eine erste Zeitspanne berechnet, in der der Drehkern aus einer Zurückführ-Startposition in die Ausgangs-Kernposition vorwärts gedreht wird, wobei der Aufschraubvorgang eine Prozedur ist, bei der ein geformtes Objekt, das einen Gewindeabschnitt aufweist, entfernt wird, in dem der Servomotor angesteuert wird, damit er den Drehkern dreht, und die Ausgangs-Kernposition eine Position ist, die die gleiche Phase hat wie die Position des Drehkerns zu Beginn des Aufschraubvorgangs;
eine Rückwärtsdrehzeit-Berechnungseinheit, die eine zweite Zeitspanne berechnet, die zum Rückwärtsdrehen des Drehkerns aus der Zurückführ-Startposition in die Ausgangs-Kernposition erforderlich ist;
eine Vergleichseinheit, die die erste Zeitspanne und die zweite Zeitspanne vergleicht; und
eine Ausgangspositions-Wiederherstelleinheit, die eine Drehrichtung wählt, die zu der ersten Zeitspanne oder der zweiten Zeitspanne gehört, je nachdem welche Zeitspanne kürzer ist, und zwar abhängig vom Vergleichsergebnis der Vergleichseinheit, und die den Servomotor so betreibt, dass sich der Drehkern in die Ausgangs-Kernposition dreht.
Die zweite Zeitspanne, die die Rückwärtsdrehzeit-Berechnungseinheit berechnet, kann man dadurch erhalten, dass man eine Spielgröße des Drehkerns zu der Anzahl Umdrehungen addiert, wenn das Rückwärtsdrehen des Drehkerns aus der Zurückführ-Startposition in die Ausgangs-Kernposition erfolgt.
Die Ausgangspositions-Wiederherstelleinheit kann, wenn die Drehrichtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung beim Aufschrauben gewählt ist, den Servomotor in der gewählten Drehrichtung über die Ausgangs-Kernposition hinaus drehen, und dann den Drehkern in der Richtung entgegengesetzt zur gewählten Drehrichtung in die Ausgangs-Kernposition des Drehkerns drehen.
Der Controller für den Drehkern kann innerhalb oder außerhalb einer Spritzgussmaschine angeordnet sein.
Gemäß der Erfindung kann die Zykluszeit eines Controllers für den Servomotor eines Drehkerns zum Aufschrauben einer Form verringert werden.
Die Erfindung stellt einen Controller für einen Drehkern einer Aufschraubform bereit, der das Spiel verringern kann und zusätzlich die Zykluszeit, falls man die Größe des Spiels vorher kennt. Die Erfindung stellt auch einen Controller für einen Drehkern einer Aufschraubform bereit, der das Spiel verringern kann und zusätzlich die Zykluszeit, und zwar auch dann, wenn man die Größe des Spiels vorher nicht kennt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 ein Blockdiagramm eines Controllers für einen Drehkern einer Aufschraubform in einer Ausführungsform der Erfindung;
2 die Zykluszeit, die von der Drehrichtung des Drehkerns abhängt;
3 das Spiel, das von der Drehrichtung des Drehkerns abhängt;
4 die Anzahl der Umdrehungen, die für den Drehkern erforderlich ist, damit er in die Ausgangs-Kernposition zurückkehrt;
5 ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zum Feststellen der Drehrichtung des Drehkerns abhängig von der Bewegungsentfernung zur Ausgangs-Kernposition erläutert, die der Drehkern-Controller einer Aufschraubform ausführt;
6 ein Flussdiagramm, das die Prozedur der Erfindung zum Feststellen der Drehrichtung des Drehkerns abhängig von der Zeitspanne erläutert, die für die Rückkehr in die Ausgangs-Kernposition erforderlich ist, und die der Drehkern-Controller einer Aufschraubform ausführt; und
7 ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung einschließlich eines Schritts erläutert, bei dem der Drehkern in der Richtung entgegengesetzt zur Aufschraubrichtung über die Ausgangs-Kernposition hinaus gedreht wird und anschließend der Drehkern in der Aufschraubrichtung in die Ausgangs-Kernposition gedreht wird, und zwar in der Verarbeitung, die in dem Flussdiagramm in 6 dargestellt ist.
Zunächst wird der allgemeine Aufbau einer herkömmlichen Spritzgussmaschine (nicht dargestellt) beschrieben. Die Spritzgussmaschine umfasst auf ihrem Sockel eine Formverriegelungseinheit und eine Einspritzeinheit. Die Einspritzeinheit erhitzt und schmilzt Kunststoffmaterial (Pellets) und spritzt den geschmolzenen Kunststoff in den Hohlraum einer Form. An der Spitze eines Einspritzzylinders ist eine Düse angeordnet, und in dem Einspritzzylinder läuft eine Schnecke. Ein Trichter, der dem Inneren des Zylinders Kunststoffmaterial zuführt, ist oben auf dem Einspritzzylinder angebracht.
Die Formverriegelungseinheit öffnet und schließt in der Hauptsache Formen (die Form auf der stationären Seite und die Form auf der beweglichen Seite). Die Formverriegelungseinheit enthält eine stationäre Platte, an der die Form auf der stationären Seite befestigt ist, und eine bewegliche Platte, an der die Form auf der beweglichen Seite so befestigt ist, dass sie der Form auf der stationären Seite gegenüberliegt. Sie enthält ferner einen Servomotor zum Öffnen bzw. Schließen der Form, der die bewegliche Platte in der Richtung auf die Einspritzeinheit vorschiebt bzw. zurückzieht, einen Positionsdetektor, der die Drehposition des Servomotors zum Öffnen bzw. Schließen der Form erfasst, eine rückwärtige Platte, eine Gelenkstange, eine Kugelumlaufspindel und einen Kreuzkopf. Die Drehung des Servomotors zum Öffnen bzw. Schließen der Form wird über einen Getriebemechanismus, der einen Riemen und weitere Teile enthält, auf die Kugelumlaufspindel übertragen. Die Formverriegelungseinheit enthält zudem eine Anzahl Verbindungsstangen, die die rückwärtige Platte und die stationäre Platte miteinander verbinden, die die bewegliche Platte führen und die die bewegliche Platte hin zur stationären Platte bewegen oder von dieser zurückziehen. Die Gelenkstange bewegt die bewegliche Platte hin zur stationären Platte oder zieht sie von dieser zurück, indem sie den Kreuzkopf vorschiebt oder zurückzieht, der an der Kugelumlaufspindel angebracht ist, die von dem Servomotor zum Öffnen bzw. Schließen der Form gedreht wird. In der Formverriegelungseinheit schiebt der Servomotor zum Öffnen bzw. Schließen der Form die bewegliche Platte hin zur stationären Platte oder er bewegt sie weg von dieser, um die Form zu verriegeln, und er bewegt nach der Berührung der Form auf der beweglichen Seite mit der Form auf der stationären Seite die bewegliche Platte weiter in der Richtung auf die stationäre Platte zu, damit eine vorbestimmte Formverriegelungskraft erzeugt wird. Anschließend zieht der Servomotor zum Öffnen bzw. Schließen der Form die bewegliche Platte weg von der rückwärtigen Platte, damit die Form geöffnet wird.
Die genannten Komponenten der Spritzgussmaschine sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Die beschriebene Spritzgussmaschine ist so aufgebaut, dass zumindest die Einspritzung, die Zuführung, die Formverriegelung und die Formöffnung vollständig von einem numerischen Controller gesteuert werden.
Es wird nun ein Controller für einen Drehkern einer Aufschraubform gemäß einer Ausführungsform der Erfindung anhand von 1 beschrieben. Eine Form 50 auf der stationären Seite und eine Form 52 auf der beweglichen Seite sind an der stationären Platte bzw. an der beweglichen Platte angebracht, die sich in der Formverriegelungseinheit der Spritzgussmaschine befinden. Eine Form 50 auf der stationären Seite und eine Form 52 auf der beweglichen Seite werden dazu verwendet, ein tassenförmiges Produkt mit einem inneren Gewindebereich mit einer Aufschraubform zu fertigen. In der Form 52 auf der beweglichen Seite befindet sich ein Durchgangsloch 66.
Durch das Durchgangsloch 66 in der Form 52 auf der beweglichen Seite verläuft eine Welle 56. An einem Ende der Welle 56 ist ein Drehkern 54 angeordnet, der sich in einem Hohlraum befindet, der von der Form 50 auf der stationären Seite und der Form 52 auf der beweglichen Seite gebildet wird. Am anderen Ende der Welle 56 ist ein Getriebemechanismus 58 angebracht, der Zahnräder und weitere Teile enthält.
Ein Servomotor 60 dreht die Welle 56 und den Drehkern 54 über den Getriebemechanismus 58. Der Servomotor 60 ist an einen Servoverstärker 12 angeschlossen und wird vom Servoverstärker 12 entsprechend den Befehlen von einer Servo-CPU 13 angesteuert. Der Servomotor 60 enthält einen Lagegeber 62, der die Drehposition des Servomotors erfasst. Ein Rückführsignal, das die Drehposition des Servomotors 60 angibt, wird vom Lagegeber 62 erfasst und an die Servo-CPU 13 gesendet.
Der numerische Controller 10, der die Spritzgussmaschine steuert, enthält eine CNC-CPU 20, bei der es sich um einen Mikroprozessor für die numerische Steuerung handelt, eine PMC-CPU 17, bei der es sich um einen Mikroprozessor für einen programmierbaren Maschinencontroller handelt, und die Servo-CPU 13, bei der es sich um einen Mikroprozessor für die Servosteuerung handelt. Zwischen diesen Mikroprozessoren kann Information über einen Bus 16 ausgetauscht werden, indem die Ein- bzw. Ausgabe dieser Mikroprozessoren gewählt wird.
An die Servo-CPU 13 sind ein ROM 14 angeschlossen, in dem ein servosteuerungsspezifisches Steuerprogramm zum Bearbeiten von Lageschleifen, Drehzahlschleifen und Stromschleifen abgelegt ist, und ein RAM 15, das dazu dient vorübergehend Daten zu speichern. Der Servoverstärker 12 steuert den Servomotor 60, der den Kern dreht, abhängig von einem Befehl der Servo-CPU 13. Die Servo-CPU 13 berechnet die Drehposition des Servomotors 60 anhand des Rückführsignals von dem Lagegeber 62, der in den Servomotor 60 eingebaut ist, und speichert die Drehposition in einem Register für die aktuelle Position, das sich im RAM 15 befindet und das ständig aktualisiert wird.
Ein ROM 18, in dem ein Folgeprogramm usw. zum Steuern der Folgeoperation der Spritzgussmaschine abgelegt ist, und ein RAM 19, das beispielsweise dazu dient, temporäre Betriebsdaten zu speichern, sind an die PMC-CPU 17 angeschlossen. Ein ROM 21, in dem verschiedene Programme einschließlich eines automatischen Betriebsprogramms, das die Spritzgussmaschine vollständig steuert, abgelegt sind, und ein RAM 22, das dazu dient, temporäre Betriebsdaten zu speichern, sind an die CNC-CPU 20 angeschlossen. In dem Drehkern-Controller einer Aufschraubform der Ausführungsform der Erfindung ist ein Programm zum Steuern der Drehung des Drehkerns 54 im ROM 21 gespeichert. Die CNC-CPU 20 führt das Programm aus und sendet einen Befehl an die Servo-CPU 13. Die Servo-CPU 13 steuert die Drehung des Drehkerns 54.
Ein SRAM 23, bei dem es sich um einen Speicher für die Betriebszustände des Drehkerns handelt, ist ein nichtflüchtiger Speicher für Maschinendaten, in dem Formungsdaten gespeichert sind, beispielsweise Drehkern-Betriebsbedingungen, Gussbedingungen, verschiedene Einstellungen, Parameter sowie Makrovariablen für den Spritzgussvorgang. Eine Anzeigevorrichtung und MDI-Einheit 25 (MDI = Manual Data Input apparatus, manuelle Dateneingabeeinheit) umfasst eine Anzeigevorrichtung, beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD) und eine manuelle Dateneingabeeinheit, die zum Eingeben verschiedener Datenarten verwendet wird.
Die Anzeigevorrichtung in der Anzeigevorrichtung und MDI-Einheit 25 wird von einer Bildschirmanzeigeschaltung 24 gesteuert. Die Anzeigevorrichtung und MDI-Einheit 25 ist über eine Schnittstelle (nicht dargestellt) mit dem Bus 16 verbunden und wird dazu verwendet, ein Funktionsmenü zu wählen oder diverse Datenarten einzugeben. Die Anzeigevorrichtung und MDI-Einheit 25 umfasst numerische Tasten, die der Eingabe numerischer Daten dienen, verschiedene Funktionstasten, einen Berührbildschirm usw.
Es wird nun die Anzahl der Umdrehungen des Drehkerns bis zur Ausgangs-Kernposition anhand von 4A und 4B zusammen mit dem allgemeinen Blockdiagramm in 1 beschrieben. 4A zeigt eine Skizze gesehen aus der Richtung der Drehachse des Drehkerns 54. 4B zeigt die Anzahl der Umdrehungen des Drehkerns 54 in Abhängigkeit von der Zeit.
Dabei bezeichnet Dp, siehe 4A, die Anzahl Umdrehungen, die erforderlich sind, damit der Drehkern 54 aus der Zurückführ-Startposition durch eine Vorwärtsdrehung in die Ausgangs-Kernposition 100 zurückkehrt. Dm bezeichnet die Anzahl Umdrehungen, die erforderlich sind, damit der Drehkern 54 aus der Zurückführ-Startposition durch eine Rückwärtsdrehung in die Ausgangs-Kernposition 100 zurückkehrt. Die Anzahl Umdrehungen, die erforderlich sind, damit der Drehkern 54 in die Ausgangs-Kernposition 100 zurückkehrt, entspricht der Bewegungsentfernung, die für den Drehkern 54 erforderlich ist, damit er in die Ausgangs-Kernposition 100 zurückkehrt. Die Zurückführ-Startposition ist die Position 160, in der sich der Drehkern 54 befindet, wenn der Aufschraubvorgang abgeschlossen ist. Die Servo-CPU 13 berechnet die Daten der Ausgangs-Kernposition 100 und der Aufschraubvorgangs-Abschlussposition 160 des Drehkerns 54 aus dem im RAM 15 gespeicherten Positionsrückführsignal des Lagegebers 62, der in den Servomotor 60 eingebaut ist.
Die Ausgangs-Kernposition 100 des Drehkerns 54, siehe 4B, hat die gleiche Phase wie die Aufschraub-Startposition. In 4B weisen die Aufschraub-Startposition, die Position nach einer Umdrehung des Drehkerns aus der Aufschraub-Startposition und die Position nach zwei Umdrehungen des Drehkerns aus der Aufschraub-Startposition die gleiche Phase, nämlich die Ausgangs-Kernposition 100. Kehrt der Drehkern 54 vor dem nächsten Einspritzvorgang in die Ausgangs-Kernposition 100 zurück, so weisen alle geformten Objekte die gleiche Aufschraub-Startposition auf. Die Bewegungsentfernung (Bewegungszeit), siehe 4B, die für die Rückkehr aus der Aufschraubvorgangs-Abschlussposition 160 in die Ausgangs-Kernposition erforderlich ist, d. h. die Position nach einer Umdrehung des Drehkerns aus der Aufschraub-Startposition, wird mit der Bewegungsentfernung (Bewegungszeit) verglichen, die für die Rückkehr aus der Aufschraubvorgangs-Abschlussposition 160 in die Ausgangs-Kernposition erforderlich ist, d. h. die Position nach zwei Umdrehungen des Drehkerns aus der Aufschraub-Startposition.
Zum Entfernen eines geformten Objekts 64 durch das Zurückziehen der beweglichen Platte nach dem Abschluss des Formens, zum Öffnen der Form (Form 50 auf der stationären Seite und Form 52 auf der beweglichen Seite) und zum Vorwärtsdrehen des Drehkerns 54 mit dem Servomotor 60, der von dem Drehkern-Controller gesteuert wird, ist es erforderlich, den Drehkern 54 in der nun angegebenen Betriebsfolge zu drehen.
Zuerst wird der Drehkern 54 um eine vorbestimmte Anzahl Umdrehungen (entsprechend der Bewegungsentfernung) aus der Ausgangs-Kernposition 100 vorwärts gedreht, um das geformte Objekt 64 aus der Form zu entfernen (Form 52 auf der beweglichen Seite).
Zum Zurückführen des Drehkerns 54 in die Ausgangs-Kernposition 100 bei der Vorbereitung für den folgenden Spritzgusszyklus werden die Anzahl (Dp) der Umdrehungen beim Vorwärtsdrehen des Drehkerns 54 aus der Zurückführ-Startposition (Aufschraubvorgangs-Abschlussposition 160 in 4) und die Anzahl (Dm) der Umdrehungen beim Rückwärtsdrehen des Drehkerns 54 aus der Zurückführ-Startposition bestimmt und miteinander verglichen. Die Drehrichtung mit der geringeren Anzahl Umdrehungen wird gewählt. Der Drehkern 54 wird in der gewählten Drehrichtung in die Ausgangs-Kernposition 100 gedreht. Diese Verarbeitung entspricht dem Flussdiagramm in 5.
Hängt dagegen die Drehgeschwindigkeit des Drehkerns 54, die für die Rückkehr in die Ausgangs-Kernposition 100 erforderlich ist, von der Drehrichtung ab, so erhält man die Zeit Tp, die für die Rückkehr des Drehkerns 54 in die Ausgangs-Kernposition 100 durch Vorwärtsdrehen erforderlich ist, und die Zeit Tm, die für die Rückkehr des Drehkerns 54 in die Ausgangs-Kernposition 100 durch Rückwärtsdrehen erforderlich ist, aus der vorbestimmten Drehgeschwindigkeit, die verwendet wird, bis der Drehkern 54 in die Ausgangs-Kernposition 100 zurückgekehrt ist. Diese Verarbeitung entspricht dem Flussdiagramm in 6.
Die Zurückführ-Startposition entspricht generell der Aufschraubvorgangs-Abschlussposition 160. Tp = Dp/Vp (1)
Dabei bezeichnen

Tp:: die Zeitspanne, die der Drehkern für die Rückkehr in die Ausgangs-Kernposition aus der Zurückführ-Startposition bei einer Vorwärtsdrehung benötigt;
Dp:: die Anzahl der Umdrehungen, die der Drehkern für die Rückkehr in die Ausgangs-Kernposition aus der Zurückführ-Startposition bei einer Vorwärtsdrehung benötigt;
Vp:: die Drehgeschwindigkeit, die der Drehkern für die Rückkehr in die Ausgangs-Kernposition aus der Zurückführ-Startposition bei einer Vorwärtsdrehung benötigt.

Tm = Dm/Vm (2)

Dabei bezeichnen

Tm:: die Zeitspanne, die der Drehkern für die Rückkehr in die Ausgangs-Kernposition aus der Zurückführ-Startposition bei einer Rückwärtsdrehung benötigt;
Dm:: die Anzahl der Umdrehungen, die der Drehkern für die Rückkehr in die Ausgangs-Kernposition aus der Zurückführ-Startposition bei einer Rückwärtsdrehung benötigt;
Vm:: die Drehgeschwindigkeit, die der Drehkern für die Rückkehr in die Ausgangs-Kernposition aus der Zurückführ-Startposition bei einer Rückwärtsdrehung benötigt.

Der Drehkern 54 wird in die Ausgangs-Kernposition 100 gedreht, und zwar in der Richtung gemäß Tp, die in Gleichung (1) berechnet wurde, oder gemäß Tm, die in Gleichung (2) berechnet wurde, und abhängig davon, welche Zeit kleiner ist. (D. h., die Vorwärtsdrehung wird gewählt, falls Tp kleiner ist, und die Rückwärtsdrehung wird gewählt, falls Tm kleiner ist.) Die benötigte Zeitspanne (Tp und Tm) kann hinsichtlich der Beschleunigung und Verzögerung berechnet werden. Dadurch wird automatisch die Drehrichtung gewählt, die die für die Rückkehr in die Ausgangs-Kernposition 100 benötigte Zeit kürzer macht, wodurch die Zykluszeit verringert wird.
Ist der Getriebemechanismus 58, der Zahnräder enthält, zwischen dem Servomotor 60 und dem Drehkern 54 angeordnet, so erzeugt die Rückwärtsdrehung des Drehkerns 54 aus der Zurückführ-Startposition wegen der Zahnräder im Getriebemechanismus 58 ein Spiel. D. h., dass auch dann, wenn der Servomotor 60 in die Ausgangsposition zurückgekehrt ist, die Drehposition des Drehkerns 54 von der Ausgangs-Kernposition 100 abweichen kann. Erfolgt in diesem Zustand ein Spritzgussvorgang, so wird die Genauigkeit der Aufschraub-Startposition schlechter, wodurch möglicherweise die Qualität des geformten Objekts 64 beeinträchtigt wird.
Ist die Größe 6 des Spiels vorab bekannt, so genügt es, die Spielgröße zu der Umdrehungsanzahl zu addieren, die erforderlich ist, damit der Drehkern 54 aus der Zurückführ-Startposition durch Rückwärtsdrehung in die Ausgangs-Kernposition 100 zurückkehrt (Dm = Dm + δ). Ist die Größe δ des Spiels vorab nicht bekannt, und wird der Drehkern 54 aus der Zurückführ-Startposition in die Ausgangs-Kernposition 100 zurückgedreht, so wird der Drehkern 54 um eine sehr kleine Entfernung ΔD über die Ausgangs-Kernposition 100 hinaus zurückgedreht. Anschließend wird der Drehkern 54 um die sehr kleine Entfernung ΔD nach vorn in die Ausgangs-Kernposition 100 gedreht. Die sehr kleine Entfernung ΔD, um die der Drehkern 54 zurückgedreht wird, hängt hauptsächlich von der Struktur der Form ab (der Form 50 auf der stationären Seite und der Form 52 auf der beweglichen Seite) und ist mindestens gleich der Spielgröße δ (δ ≤ ΔD) oder größer.
Die benötigte Zeitspanne Tm für diesen Fall wird anhand von Gleichung (3) unten anstelle von Gleichung (2) oben berechnet. Dm, Vm und Vp in Gleichung (3) unterscheiden sich nicht von Gleichung (1) und Gleichung (2). Tm = (Dm + ΔD)/Vm + ΔD/Vp (3)
Der Drehkern 54 wird abhängig davon, welche Größe kleiner ist, gemäß dem in Gleichung (1) berechneten Wert von Tp in die Ausgangs-Kernposition 100 gedreht oder gemäß dem in Gleichung (3) berechneten Wert von Tm. (D. h. wenn Tp kleiner ist, wird die Vorwärtsdrehung gewählt, und wenn Tm kleiner ist, wird die Rückwärtsdrehung gewählt.) Dadurch wird es möglich, dass der Drehkern 54 ohne Spiel in der Ausgangs-Kernposition 100 anhält. Bei der Vorwärtsdrehung und der Rückwärtsdrehung kann die Drehung um (Dm + ΔD) getrennt von der Drehung um ΔD ausgeführt werden, oder der Drehkern 54 kann nur um Dm gedreht werden, falls ΔD = 0 gilt und die Lageschleifenverstärkung gering ist. Da eine kleine Lageschleifenverstärkung ermöglicht, dass der Drehkern 54 durch die Rotationsträgheit bei der Rückwärtsdrehung über Dm hinausläuft und dann vorwärts hin zu Dm dreht und in der Ausgangs-Kernposition 100 anhält, kann das Spiel wie in dem Fall beseitigt werden, in dem die Rückwärtsdrehung getrennt von der Vorwärtsdrehung vorgenommen wird.
Anstatt den Drehkern 54 um eine vorbestimmte Anzahl Umdrehungen aus der Ausgangs-Kernposition 100 vorwärts zu drehen kann der Drehkern 54 für eine vorbestimmte Zeitspanne aus der Ausgangs-Kernposition 100 vorwärts gedreht werden.
Der Drehkern-Controller, der die Drehung des Drehkerns 54 steuert, kann ein numerischer Controller 10 sein, der die Spritzgussmaschine steuert, oder ein externer Drehkern-Controller, beispielsweise ein Zuordner, der von dem numerischen Controller 10 unabhängig ist. Wird ein von der Spritzgussmaschine unabhängiger Drehkern-Controller verwendet, so empfängt der Drehkern-Controller ein Kernantriebs-Erlaubnissignal vom numerischen Controller 10 und steuert den Drehkern 54 an. Zusätzlich sendet der Drehkern-Controller ein Kernantriebs-Beendigungssignal an den numerischen Controller 10. Der numerische Controller 10 beginnt mit dem Spritzgießen, wenn er das Kernantriebs-Beendigungssignal erhält.
Als Servomotor 60 der Ausführungsform der Erfindung kann wie in 1 beschrieben ein Servomotor mit einem Geber verwendet werden. Wahlweise kann ein Geber an einer Form (Form 52 auf der beweglichen Seite) statt am Servomotor 60 angebracht werden, und man kann die Drehung der Zahnräder im Getriebemechanismus 58 miterfassen.
Anhand des Flussdiagramms in 5 wird nun die Prozedur beschrieben, die der Drehkern-Controller einer Aufschraubform gemäß der Erfindung ausführt, wobei die Drehrichtung des Drehkerns abhängig von der Bewegungsentfernung zur Ausgangs-Kernposition bestimmt wird. Die Schritte der Prozedur werden im Folgenden beschrieben.
[Schritt SA01] Das geformte Objekt wird entfernt. Genauer gesagt wird das geformte Objekt 64 aus der Form (Form 52 auf der beweglichen Seite) entfernt, indem der Drehkern 54 um eine vorbestimmte Anzahl Umdrehungen aus der Ausgangs-Kernposition 100 vorwärts gedreht wird.
[Schritt SA02] Die Bewegungsentfernungen Dm und Dp, die der Drehkern bei der Rückkehr in die Ausgangs-Kernposition zurücklegt, werden ermittelt. Dm stellt die Anzahl Umdrehungen dar, die der Drehkern für die Rückkehr aus der Zurückführ-Startposition durch eine Rückwärtsdrehung in die Ausgangs-Kernposition benötigt. Dp stellt die Anzahl Umdrehungen dar, die der Drehkern für die Rückkehr aus der Zurückführ-Startposition durch eine Vorwärtsdrehung in die Ausgangs-Kernposition benötigt. Die Anzahl der Umdrehungen entspricht der Bewegungsentfernung.
[Schritt SA03] Es wird entschieden, ob Dp größer ist als Dm. Ist Dp größer als Dm (Entscheidung: Ja), so geht die Verarbeitung zum Schritt SA04 über. Ist Dp kleiner oder gleich Dm (Entscheidung: Nein), so geht die Verarbeitung zum Schritt SA05 über.
[Schritt SA04] Der Drehkern wird rückwärts in die Ausgangs-Kernposition gedreht, und die Verarbeitung ist beendet. Im Einzelnen wird der Drehkern um die Bewegungsentfernung Dm zurückgedreht, und die Verarbeitung ist beendet.
[Schritt SA05] Der Drehkern wird vorwärts in die Ausgangs-Kernposition gedreht, und die Verarbeitung ist beendet. Im Einzelnen wird der Drehkern um die Bewegungsentfernung Dp vorwärtsgedreht, und die Verarbeitung ist beendet.
Anhand des Flussdiagramms in 6 wird nun die Prozedur beschrieben, die der Drehkern-Controller einer Aufschraubform gemäß der Erfindung ausführt, wobei die Drehrichtung des Drehkerns abhängig von der Zeitspanne bestimmt wird, die zur Rückkehr in die Ausgangs-Kernposition nötig ist.
[Schritt SB01] Das geformte Objekt wird entfernt. Genauer gesagt wird das geformte Objekt 64 aus der Form (Form 52 auf der beweglichen Seite) entfernt, indem der Drehkern 54 um eine vorbestimmte Anzahl Umdrehungen aus der Ausgangs-Kernposition 100 vorwärts gedreht wird.
[Schritt SB02] Die Zeitspannen Tm und Tp, die der Drehkern für die Rückkehr in die Ausgangs-Kernposition benötigt, werden ermittelt. Tm stellt die Zeitspanne dar, die der Drehkern für die Rückkehr aus der Zurückführ-Startposition durch eine Rückwärtsdrehung in die Ausgangs-Kernposition benötigt. Tp stellt die Zeitspanne dar, die der Drehkern für die Rückkehr aus der Zurückführ-Startposition durch eine Vorwärtsdrehung in die Ausgangs-Kernposition benötigt. Tp wird anhand von Gleichung (1) berechnet, und Tm wird anhand von Gleichung (2) berechnet.
[Schritt SB03] Es wird entschieden, ob Tp größer ist als Tm. Ist Tp größer als Tm (Entscheidung: Ja), so geht die Verarbeitung zum Schritt SB04 über. Ist Tp kleiner oder gleich Tm (Entscheidung: Nein), so geht die Verarbeitung zum Schritt SB05 über.
[Schritt SB04] Der Drehkern wird rückwärts in die Ausgangs-Kernposition gedreht, und die Verarbeitung ist beendet. Im Einzelnen wird der Drehkern um die Bewegungsentfernung Dm zurückgedreht, und die Verarbeitung ist beendet.
[Schritt SB05] Der Drehkern wird vorwärts in die Ausgangs-Kernposition gedreht, und die Verarbeitung ist beendet. Im Einzelnen wird der Drehkern um die Bewegungsentfernung Dp vorwärtsgedreht, und die Verarbeitung ist beendet.
7 zeigt ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung einschließlich eines Schritts erläutert, bei dem der Drehkern in der Richtung entgegengesetzt zur Aufschraubrichtung über die Ausgangs-Kernposition hinaus gedreht wird und anschließend der Drehkern in der Aufschraubrichtung in die Ausgangs-Kernposition gedreht wird, und zwar in der Verarbeitung, die in dem Flussdiagramm in 6 dargestellt ist.
[Schritt SC01] Das geformte Objekt wird entfernt. Genauer gesagt wird das geformte Objekt 64 aus der Form (Form 52 auf der beweglichen Seite) entfernt, indem der Drehkern 54 um eine vorbestimmte Anzahl Umdrehungen aus der Ausgangs-Kernposition 100 in der Aufschraubrichtung gedreht wird.
[Schritt SC02] Die Zeitspannen Tm und Tp, die der Drehkern für die Rückkehr in die Ausgangs-Kernposition benötigt, werden ermittelt. Tm stellt die Zeitspanne dar, die der Drehkern für die Rückkehr aus der Zurückführ-Startposition in der Richtung entgegengesetzt zur Aufschraubrichtung in die Ausgangs-Kernposition benötigt. Tp stellt die Zeitspanne dar, die der Drehkern für die Rückkehr aus der Zurückführ-Startposition in der Aufschraubrichtung in die Ausgangs-Kernposition benötigt. Tp wird anhand von Gleichung (1) berechnet, und Tm wird anhand von Gleichung (3) berechnet.
[Schritt SC03] Es wird entschieden, ob Tp größer ist als Tm. Ist Tp größer als Tm (Entscheidung: Ja), so geht die Verarbeitung zum Schritt SC04 über. Ist Tp kleiner oder gleich Tm (Entscheidung: Nein), so geht die Verarbeitung zum Schritt SC06 über.
[Schritt SC04] Der Drehkern wird in der Richtung entgegengesetzt zur Aufschraubrichtung über die Ausgangs-Kernposition hinaus gedreht. Im Einzelnen wird der Drehkern in der Richtung entgegengesetzt zur Aufschraubrichtung um die Bewegungsentfernung Dm + ΔD gedreht.
[Schritt SC05] Der Drehkern wird in der Aufschraubrichtung in die Ausgangs-Kernposition gedreht, und die Verarbeitung ist beendet. Im Einzelnen wird der Drehkern in der Aufschraubrichtung um die Bewegungsentfernung ΔD gedreht.
[Schritt SC06] Der Drehkern wird in der Aufschraubrichtung in die Ausgangs-Kernposition gedreht, und die Verarbeitung ist beendet. Im Einzelnen wird der Drehkern in der Aufschraubrichtung um die Bewegungsentfernung Dp gedreht, und die Verarbeitung ist beendet.
In der vorstehenden Beschreibung ist die Drehrichtung beim Aufschrauben als Vorwärtsrichtung angenommen. Die Aufschraubrichtung kann jedoch auch als Rückwärtsrichtung definiert werden.

Claims

Drehkern-Controller (10), der einen Servomotor (60) steuert, der einen Drehkern (54) einer Aufschraubform antreibt, die zum Formen eines Formobjekts (64) verwendet wird, das einen Gewindebereich aufweist, wobei der Drehkern-Controller umfasst: eine Vorwärtsdrehzeit-Berechnungseinheit, die zum Zurückführen des Drehkerns (54) in eine Ausgangs-Kernposition (100) nach einem Aufschraubvorgang eine erste Zeitspanne berechnet, in der der Drehkern (54) aus einer Zurückführ-Startposition (160) in die Ausgangs-Kernposition (100) vorwärts gedreht wird, wobei der Aufschraubvorgang eine Prozedur ist, bei der ein geformtes Objekt (64), das einen Gewindeabschnitt aufweist, entfernt wird, in dem der Servomotor (60) angesteuert wird, damit er den Drehkern (54) dreht, und die Ausgangs-Kernposition (100) eine Position ist, die die gleiche Phase hat wie die Position des Drehkerns zu Beginn des Aufschraubvorgangs; eine Rückwärtsdrehzeit-Berechnungseinheit, die eine zweite Zeitspanne berechnet, die zum Rückwärtsdrehen des Drehkerns (54) aus der Zurückführ-Startposition (160) in die Ausgangs-Kernposition (100) erforderlich ist; eine Vergleichseinheit, die die erste Zeitspanne und die zweite Zeitspanne vergleicht; und eine Ausgangspositions-Wiederherstelleinheit, die eine Drehrichtung wählt, die zu der ersten Zeitspanne oder der zweiten Zeitspanne gehört, je nachdem welche Zeitspanne kürzer ist, und zwar abhängig vom Vergleichsergebnis der Vergleichseinheit, und die den Servomotor (60) so betreibt, dass sich der Drehkern (54) in die Ausgangs-Kernposition (100) dreht.
Drehkern-Controller (10) nach Anspruch 1, wobei man die zweite Zeitspanne, die die Rückwärtsdrehzeit-Berechnungseinheit berechnet, dadurch erhält, dass man eine Größe eines Spiels eines Drehmechanismus des Drehkerns bei Drehrichtungsumkehr zu der Anzahl Umdrehungen addiert, wenn das Rückwärtsdrehen des Drehkerns aus der Zurückführ-Startposition in die Ausgangs-Kernposition erfolgt.
Drehkern-Controller (10) nach Anspruch 1, wobei die Ausgangspositions-Wiederherstelleinheit, wenn die Drehrichtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung beim Aufschrauben gewählt ist, den Servomotor (60) in der gewählten Drehrichtung über die Ausgangs-Kernposition (100) hinaus dreht, und dann den Drehkern in der Richtung entgegengesetzt zur gewählten Drehrichtung in die Ausgangs-Kernposition (100) des Drehkerns (54) dreht.
Drehkern-Controller (10) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Drehkern-Controller (10) innerhalb einer Spritzgussmaschine angeordnet ist.
Drehkern-Controller (10) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Drehkern-Controller (10) außerhalb einer Spritzgussmaschine angeordnet ist.