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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritzgießsystem. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Formsystem, bei dem ein Einlegeteil in eine Form einer Spritzgießmaschine gelegt wird, um ein Kunststoff-Formteil, das mit dem eingelegten Einlegeteil einstückig ist, zu bilden.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Es gibt ein Formverfahren, bei dem ein Einlegeteil in eine Form einer Spritzgießmaschine gelegt wird, und eine Harzschmelze in das eingelegte Einlegeteil gespritzt wird, um ein Kunststoff-Formteil, das mit dem Einlegeteil einstückig ist, zu bilden. Dies wird als Einspritzen bezeichnet und wird ausgeführt, um für das Kunststoff-Einlegeteil einen Mehrwert zu schaffen oder um eine hohe Funktionalität zu erreichen. Beim Kunststoffformen wird ein Teil aus einem Metall- oder Kunststoffmaterial für das Einlegeteil verwendet, das in die Form gelegt werden soll. Es kann ein Roboter verwendet werden, um das Einlegeteil in die Form zu legen.
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Um bei einigen Spritzgießverfahren die Qualität der Formteile zu sichern, indem die gute/schlechte Qualität der Formteile bestimmt wird, wird die Qualität dadurch bestimmt, dass die Formteile direkt geprüft werden. Alternativ kann eine Spritzgießmaschine zum Herstellen von Formteilen konfiguriert sein, um die Qualität indirekt zu bestimmen, indem sie den Höchstwert (Spitzendruck) eines Harzdrucks, der während eines Formprozesses detektiert wird, oder physikalische Größen, wie etwa die vorderste Position (Mindestpolsterbetrag), die Geschwindigkeit, die Temperaturen und dergleichen der Schnecke während des Formprozesses detektiert. Des Weiteren kann die gute/schlechte Qualität der Formteile manchmal dadurch bestimmt werden, dass physikalische Größen, wie etwa die Gewichte und Größen der Formteile, die nach der Beendigung des Formprozesses fertiggestellt sind, detektiert werden.
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Bei einem existierenden Verfahren zum direkten Prüfen von Formteilen werden die externen Erscheinungsbilder der Formteile durch menschliche Sicht oder durch einen Sensor oder dergleichen geprüft. Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Detektieren physikalischer Größen wird bestimmt, ob die physikalischen Größen, wie etwa Druck, Position, Geschwindigkeit und Temperatur, in ihren Toleranzen liegen oder nicht. Schlechte Erscheinungsbilder der Formteile umfassen Abfärben und Verbrennen der Formteile, silbrige Schlieren, Hohlräume, Bindenähte, Fließlinien, Blasen, Turbulenzen, Verunreinigung und dergleichen. Obwohl alle diese Verfahren verfügbar sind, erfordert das Verfahren zum direkten Prüfen von Formteilen im Allgemeinen viele Arbeitskräfte und Kosten für die Prüfung. Daher wird manchmal eine indirekte Prüfung basierend auf physikalischen Größen ausgeführt.
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JP 2000 -
71 303 A offenbart eine Technik, bei der die gute/schlechte Qualität der Formteile durch Messen von physikalischen Größen während des Spritzgießens beim Kunststoffformen bestimmt wird, so dass ein Einlegeteil in eine Form gelegt wird und eine Harzschmelze in das eingelegte Einlegeteil gespritzt wird, um das Formteil zu bilden.
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JP 2001 -
154 717 A offenbart eine Technik, bei der ein Roboter auf einer Spritzgießmaschine montiert ist und verwendet wird, um ein Einlegeteil in eine Form der Spritzgießmaschine zu legen.
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JP S61- 114 832 A offenbart eine Technik, bei der diverse Variablen, wie etwa die Zykluszeit, die Einspritzzeit, die Knetzeit, der Spitzeneinspritzdruck, der Umschaltdruck und der Polsterbetrag, in einem Formzyklus einer Spritzgießmaschine detektiert und aufgezeichnet werden.
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JP 2013- 86 358 A offenbart eine Technik, bei der physikalische Größen, die maßgeblich mit einem schlechten Erscheinungsbild zusammenhängen, detektiert und auf einer Anzeigevorrichtung einer Spritzgießmaschine angezeigt werden.
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DE 10 2004 050 290 A1 lehrt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Herstellen von unterschiedlich beschichteten Kunststoffformteilen. Dabei werden drei Stapel Magazine mit bereits vorgeformten Dekorteilen mit unterschiedlicher Beschaffenheit bereitgestellt. Jedes Dekorteil verfügt über einen für dieses Dekormaterial spezifischen Barcode, der von einem Barcodelesegerät gelesen wird. Entsprechend einem gewünschten Produktionsablauf greift ein Roboter von einem der Stapel ein Dekorteil und legt es in eine Spritzgießmaschine. Erfolgt ein Wechsel von einem Dekorteil aus einem ersten Dekormaterial zu einem anderen Dekorteil aus einem anderen Dekormaterial, erkennt dies das Barcodelesegerät und gibt ein entsprechendes Signal an den Roboter, um den anschließenden Spritzgusszyklus mit geänderten Prozessdaten auszuführen.
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Das so genannte Einspritzen wird in der
JP 2000- 71 303 A und der
JP 2001- 154 717 A offenbart.
JP 2000- 71 303 A offenbart auch, wie die physikalischen Größen während des Spritzgießens für die Bestimmung der guten/schlechten Qualität zu detektieren sind. Ferner offenbaren die
JP S61- 114 832 A und die
JP 2013- 86 358 A Techniken, bei denen die gute/schlechte Qualität dadurch bestimmt wird, dass die physikalischen Größen während des Formprozesses und die physikalischen Größen, wie etwa das Gewicht und die Größe, von fertigen Formteilen beim herkömmlichen Spritzgießen und nicht beim Einspritzen detektiert werden. Bei allen diesen Techniken wird jedoch die gute/schlechte Qualität dadurch bestimmt, dass nur die physikalischen Größen bezüglich der fertigen Formteile und die physikalischen Größen während des Formprozesses verwendet werden, so dass die Ursache für schlechte Formteile, einschließlich des Einlegeteils, vielleicht nicht untersucht werden kann.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spritzgießsystem zum Einspritzen bereitzustellen, das in der Lage ist, die Ursache von schlechten Formteilen basierend auf Daten über ein Einlegeteil, die mit physikalischen Größen für einen Spritzgießprozess verknüpft sind, zu untersuchen.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Spritzgießsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Ein Spritzgießsystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Spritzgießmaschine, die konfiguriert ist, um ein integriertes Formteil aus einem Einlegeteil, das in eine Form gelegt wird, und einem Harz, das in die Form gespritzt wird, zu bilden, Teileeinlegemittel zum Legen des Einlegeteils in die Form, Prüfmittel zum Prüfen des Einlegeteils, bevor das Harz in die Form gespritzt wird, Prüfdatenausgabemittel zum Ausgeben von Prüfdaten über das Einlegeteil, die von den Prüfmitteln erzielt werden, und Prüfdaten-Aufzeichnungsmittel zum Aufzeichnen der Prüfdaten über das Einlegeteil und der physikalischen Größen bezüglich des Spritzens des Harzes in die Form in Verbindung mit der Zyklusnummer des Formteils aus der Spritzgießmaschine.
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Somit werden die Prüfdaten über das Einlegeteil und die physikalischen Größen bezüglich des Spritzens des Harzes in die Form in Verbindung mit der Zyklusnummer des Formteils aus der Spritzgießmaschine aufgezeichnet. Wenn sich herausstellt, dass das integrierte Formteil, das aus dem Einlegeteil, das in die Form gelegt wird, und dem Harz, das in die Form gespritzt wird, gebildet wird, schlechte Formteile ergibt, kann die Ursache für schlechte Formteile sowie ein schlechtes Endprodukt unter Berücksichtigung der Prüfdaten über das Einlegeteil, das in die Form gelegt wird, untersucht werden.
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Die Teileeinlegemittel können ein Roboter sein. Somit kann die Abhängigkeit des Prüfvorgangs von menschlichen Arbeitskräften reduziert werden.
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Die Prüfmittel können an den Teileeinlegemitteln angebracht sein. Somit kann das Einlegeteil nach Beendigung der Prüfung mühelos in die Form gelegt werden.
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Die Prüfmittel können Gewichtsmessmittel zum Messen des Gewichts des Einlegeteils umfassen, und die Prüfdatenausgabemittel können das Gewicht ausgeben, das von den Gewichtsmessmitteln gemessen wird.
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Die Prüfmittel können Größenmessmittel zum Messen der Größe mindestens eines Abschnitts des Einlegeteils umfassen, und die Prüfdatenausgabemittel können die Größe ausgeben, die von den Größenmessmitteln gemessen wird.
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Die Prüfmittel können Bilderfassungsmittel zum Erfassen eines Bildes mindestens eines Abschnitts des Einlegeteils umfassen, und die Prüfdatenausgabemittel können das erfasste Bild ausgeben.
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Die Prüfmittel können Produktionsinformations-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Bildes von Produktionsinformationen auf einer Oberfläche des Einlegeteils und Informationslesemittel zum Lesen eines Zahlenwertes oder von Textinformationen aus dem Bild der Produktionsinformationen, das von den Produktionsinformations-Erfassungsmitteln erfasst wird, umfassen, und die Prüfdatenausgabemittel können den gelesenen Zahlenwert oder die Textinformationen ausgeben.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Spritzgießsystem zum Einspritzen bereitgestellt werden, das in der Lage ist, die Ursache von schlechten Formteilen basierend auf Daten über ein Einlegeteil, die mit physikalischen Größen für einen Spritzgießprozess verknüpft sind, zu untersuchen.
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Figurenliste
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Die obigen und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung der Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen hervorgehen. Es zeigen:
- 1 ein schematisches Diagramm zum Abbilden einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ein schematisches Diagramm zum Abbilden eines Beispiels der Ausführungsform der Erfindung;
- 3 ein schematisches Diagramm, das zeigt, wie Produktionsinformationen von einer Kamera bei der Ausführungsform der Erfindung aufgenommen werden;
- 4 ein Diagramm, das Daten zeigt, die in den Speichermitteln bei der Ausführungsform der Erfindung gespeichert werden; und
- 5 ein schematisches Diagramm zum Abbilden einer Änderung der Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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1 ist ein schematisches Diagramm zum Abbilden einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Spritzgießmaschine 10 umfasst hauptsächlich eine Formspannvorrichtung 12 und eine Spritzvorrichtung 14. Die Formspannvorrichtung 12 ist mit einer Form (nicht gezeigt) versehen. Aus der Spritzvorrichtung 14 wird Harz in die Form gespritzt, und anschließend wird ein Formteil durch die Vorgänge des Schließens und Spannens der Form geformt. Ferner wird ein Controller 16 zum allgemeinen Steuern der Spritzgießmaschine 10 in der Maschine 10 angeordnet. Der Controller 16 steuert die Spritzgießmaschine basierend auf einem Einstellwert, der von Eingabemitteln (nicht gezeigt) eingegeben wird, und auf einem vorbestimmten Steuerprogramm. Ferner ist die Spritzgießmaschine 10 mit diversen Sensoren (nicht gezeigt) versehen. Die Sensoren umfassen einen Temperatursensor, einen Drucksensor, einen Positions-/Geschwindigkeitssensor und dergleichen. Der Temperatursensor detektiert die Temperaturen der Form und eines Spritzzylinders. Der Drucksensor detektiert die Drücke in der Form und dem Spritzzylinder. Der Positions-/Geschwindigkeitssensor detektiert die Drehposition und Geschwindigkeit einer Spritzschnecke in dem Spritzzylinder und die Position und Geschwindigkeit der axialen Bewegung. Diverse physikalische Größen in der Spritzgießmaschine 10 werden von diesen Sensoren detektiert. Die physikalischen Größen, die von den Sensoren detektiert werden, werden in den Speichermitteln 18 zusammen mit den Formzyklen gespeichert.
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In der Spritzgießmaschine 10 der vorliegenden Ausführungsform wird das Harz in die Form gespritzt, nachdem ein Teil in die Form gelegt wurde. Dadurch werden das eingelegte Teil und das in die Form gespritzte Harz zusammengefügt, um ein Formteil zu bilden. Dieses Formverfahren ist das so genannte Einspritzen.
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Beim Einspritzen wird ein Teil 40 durch die Teileeinlegemittel 20 in die Form gelegt. Ein herkömmlicher Arbeitsroboter kann als Teileeinlegemittel 20 verwendet werden. Die Komponentenprüfmittel 30 und eine Kamera 32 sind miteinander verbunden. Ein Bild des Ganzen oder eines Abschnitts des Teils 40, das von der Kamera 32 aufgenommen wird, wird an die Teileprüfmittel 30 abgegeben. Ferner wird das Bild des Teils 40, das an die Teileprüfmittel 30 abgegeben wird, als Prüfdaten an den Controller 16 der Spritzgießmaschine 10 gesendet. Die Teileprüfmittel 30 und die Spritzgießmaschine 10 sind durch Kommunikationsmittel verbunden, und die Prüfdaten werden an den Controller 16 der Spritzgießmaschine 10 über die Kommunikationsmittel abgegeben.
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Das Bild, das von der Kamera 32 aufgenommen wird und an die Teileprüfmittel 30 abgegeben wird, wird von den Teileprüfmitteln 30 verarbeitet, und die Größe des Ganzen oder eines Abschnitts des Formteils wird gemessen. Die gemessene Größe kann an den Controller 16 der Spritzgießmaschine abgegeben werden. Die Größe kann unter Verwendung von elektronischen Messschiebern (nicht gezeigt) ohne die Verarbeitung des Bildes, das von der Kamera 32 aufgenommen wird, direkt erzielt werden, so dass die erzielte Größe an den Controller 16 abgegeben werden kann.
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Wie in 2 gezeigt, wird eine Waage 34 auf einem Tisch angeordnet, auf den das Teil 40 gelegt wird, und wird verwendet, um das Gewicht des Teils 40 zu messen. Das gemessene Gewicht kann an die Teileprüfmittel 30 und dann an den Controller 16 der Spritzgießmaschine abgegeben werden.
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Die physikalischen Größen des Teils 40, das beim Einspritzen in die Form gelegt wird, sind nicht auf spezifische Größen, wie etwa die Größe und das Gewicht, eingeschränkt und können alternativ andere Größen sein, welche die Qualität des integrierten Formteils beeinflussen. Wenn die Temperatur des Teils 40 Formfehler, wie etwa Verziehen und Größenfehler, des integrierten Formteils beeinflusst, kann beispielsweise ein Thermometer zum Messen der Temperatur des Teils 40 anstelle der Waage 34 bereitgestellt werden. Die Temperatur, die von dem Thermometer gemessen wird, kann an die Teileprüfmittel 30 derart abgegeben werden, dass sie von den Teileprüfmitteln 30 an den Controller 16 der Spritzgießmaschine abgegeben werden können.
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Wie in 3 gezeigt, kann ein Bild der Produktionsinformationen, die eine Chargennummer und ein Produktionsdatum umfassen, die auf der Oberfläche des Teils 40 stehen, von der Kamera 32 aufgenommen werden. Das aufgenommene Bild kann unter Verwendung eines Bildprozessors in den Teileprüfmitteln 30 derart gelesen werden, dass die gelesenen Zahlenwerte und Textinformationen an den Controller 16 der Spritzgießmaschine 10 abgegeben werden können.
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Die Prüfdaten über das Teil 40, die von den Teileprüfmitteln 30 an den Controller 16 der Spritzgießmaschine 10 abgegeben werden, werden in den Speichermitteln 18 des Controllers 16 in Tabellenform gespeichert, wie in 4 gezeigt. Die Spalte ganz links gibt die Formzyklusnummern an, für die physikalische Größen bezüglich des Spritzens des Harzes in die Spritzgießmaschine und Teileprüfdaten entsprechend gespeichert werden. Wie zuvor beschrieben, umfassen die physikalischen Größen bezüglich des Spritzens des Harzes in die Spritzgießmaschine diverse physikalische Größen, die von den Sensoren (nicht gezeigt) detektiert werden, die an der Spritzgießmaschine angebracht sind. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel gegeben, bei dem ein Spitzendruckwert und der Wert eines Mindestpolsterbetrags jeweils als physikalische Größen 1 und 2 gespeichert werden.
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Die physikalischen Größen bezüglich des Spritzens des Harzes in die Spritzgießmaschine sind nicht nur auf diese Größen, wie etwa den Spitzendruck und den Mindestpolsterbetrag, die in einem Formprozess gemessen werden, eingeschränkt. Ein Formprozess wird generell als ein Prozess (einschließlich eines Entlüftungsprozesses) zum Einfüllen des Harzes in die Form definiert, und die physikalischen Größen umfassen ferner einen Harzdruck, eine Schneckenposition, eine Schneckengeschwindigkeit, eine Spritzzeit, eine Dosierungszeit und dergleichen während des Spritzprozesses. Ferner umfassen die physikalischen Größen einen Harzdruck, eine Schneckenposition, eine Schneckengeschwindigkeit, eine Schneckendrehzahl, ein Schneckendrehmoment, eine Dosierungszeit und dergleichen bei einem Dosierungsprozess zum Dosieren eines vorbestimmten Harzes in einer Vorbereitungsphase zum Spritzen, oder eine Formtemperatur, eine Düsentemperatur, eine Zylindertemperatur und dergleichen bezüglich des geschmolzenen Zustands des Harzes während des Spritzens.
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Das Gewicht, die Größe und das Bild des Teils und die Produktionsinformationen, einschließlich der Chargennummer, des Produktionsdatums und dergleichen, werden als Teileprüfdaten gespeichert. Obwohl das Gewicht, die Größe, das Bild und die Produktionsinformationen alle bei der vorliegenden Ausführungsform gespeichert werden, kann man damit rechnen, dass nur eines dieser Datenelemente gespeichert wird.
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Bei der Spritzgießmaschine 10 wird das Bild, das von der Bildprüfvorrichtung (nicht gezeigt) aufgenommen wird, analysiert, und die gute/schlechte Qualität der Formteile wird für jeden Formzyklus durch menschliche Sichterkennung bestimmt. Wenn ein schlechtes Teil generiert wird, können die physikalischen Größen in der Spritzgießmaschine und die Prüfdaten über das eingelegte Teil für den Fall der Generierung des schlechten Teils basierend auf den Daten, die in den in 4 gezeigten Speichermitteln gespeichert sind, erzielt werden. Im Vergleich mit den physikalischen Größen in der Spritzgießmaschine und den Prüfdaten über das eingelegte Teil für ein gutes Formteil kann die Ursache für schlechte Formteile sowie für ein schlechtes Endprodukt unter Berücksichtigung der physikalischen Größen und der Prüfdaten untersucht werden. Die Produktionsinformationen für die Teileprüfdaten können dadurch geprüft werden, dass die Qualitätsinformationen verfolgt werden, die erzielt werden, wenn das Teil eingelegt und geformt wird, basierend auf den Produktionsinformationen, welche die Chargennummer, das Produktionsdatum und dergleichen umfassen.
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5 ist ein Diagramm, das eine Änderung der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Diese Änderung unterscheidet sich von der vorhergehenden Ausführungsform dadurch, dass die Teileprüfmittel 30 und die Teileeinlegemittel 20 einstückig sind. Entsprechend wird als Verfahren zur Teileprüfung der Roboter zur Verwendung als Teileprüfmittel 20 konfiguriert, um eine Last zu messen, die in einem Motor zum Antreiben des Roboters generiert wird, wenn das Teil 40 derart gehalten wird, dass das Gewicht des Teils 40 auch basierend auf der gemessenen Last gemessen werden kann. Alternativ kann des Weiteren das Bild des Teils 40 von der Kamera, die an dem Roboter angebracht ist, aufgenommen werden, die Größe des Ganzen oder eines Abschnitts des Teils 40 kann aus dem aufgenommenen Bild gemessen werden, oder die Produktionsinformationen, die auf der Oberfläche des Teils 40 stehen, können gelesen werden.
