-
Die
Erfindung betrifft eine Spritzgussmaschine, und insbesondere eine Überlast-Erfassungsvorrichtung
zum Erfassen einer auf eine Spritzschnecke ausgeübte Überlast, wenn die Schnecke
bewegt wird und dabei Harz ungeschmolzen im Heizzylinder verbleibt.
-
Die 5 zeigt
schematisch einen Schmelzzustand von Harz in einem Heizzylinder
einer Spritzgussmaschine. In 5 ist eine
Spritzschnecke 3 in einen Heizzylinder 1 eingeschoben,
an dessen distalen Ende sich eine Düse 2 mit einer geeigneten
Aussparung dazwischen befindet. Heizgeräte 5, wie zum Beispiel
Bandheizungen, sind um den Heizzylinder 1 und auch um Düse 2 angeordnet.
Harzgranulat 7 wird aus einem Trichter 6 in den
Heizzylinder 1 eingetragen. Das Harzgranulat 7 wird
durch Wärme
aus dem Heizzylinder 1 und durch die beim Kneten durch
die Drehung der Schnecke 3 entstehende Reibungswärme geschmolzen
und im distalen Ende des Zylinders 1 angestaut. Das angestaute
geschmolzene Harz wird in einen Hohlraum einer Form gespritzt, indem die
Schnecke 3 in ihrer Achsenrichtung nach vorn bewegt wird.
-
In 5 ist
das geschmolzene Harz 7a als Teil mit heller Schattierung
in Zylinder 1 gezeigt, und das ungeschmolzene Harzgranulat 7b ist
als Teil mit dunkler Schattierung im Zylinder 1 gezeigt.
-
Verbleibt
das geschmolzene Harz 7a bei Beendigung des Betriebs der
Spritzgussmaschine im Zylinder 1, nachdem bestimmte Spritzgussvorgänge fertig
gestellt worden sind, wird das geschmolzene Harz 7a mit
abnehmender Temperatur des Zylinders 1 verfestigt. Beim
neuerlichen Beginn der Gussvorgänge
wird eine Überlast
auf die Schnecke 3 ausgeübt, wenn diese bewegt wird
und dabei das feste Harz am distalen Ende des Zylinders ungeschmolzen bleibt.
-
Somit
muss man bestimmen, ob sich die Schnecke 3 beim Neustart
des Betriebs der Spritzgussmaschine für ihre Achsen- und Drehbewegungen
normal antreiben lässt
oder nicht. Diese Bestimmung erfolgt im Stand der Technik ausgehend
von der Bestätigung,
dass die Temperatur des Heizzylinders 1 einen bestimmten
Wert erreicht. In dem Zustand, in dem das feste Harz 7a im
Zylinder 1 verbleibt und damit die Spritzschnecke 3 am
Zylinder 1 fixiert, entsteht an der Schnecke 3 eine Überbeanspruchung,
welche die Schnecke 3 und ihren Schneckenkopf durch eine
Achsen- oder Drehbewegung der
Schnecke 3 womöglich
erheblich beschädigen kann.
Dieses Ereignis wird vermieden, indem die Schnecke 3 erst
dann angetrieben wird, nachdem praktisch wie gewohnt bestätigt wurde,
dass die Temperatur des Zylinders 1 den fest gelegten Wert
erreicht hat. Auf diese Weise wird die Last an der Schnecke 3 indirekt
auf der Basis der Temperatur des Zylinders 3 angenommen.
-
Erreicht
die Temperatur des Zylinders 1 den festgelegten Wert nicht,
wird das feste Harz 7a nicht vollständig geschmolzen, verbleibt
im festen Zustand, oder das feste Harz 7a wird derart geschmolzen,
dass es eine solch hohe Viskosität
aufweist, dass es auf die Schnecke und den Schneckenkopf eine Überlast
ausübt.
Die Überlast übt eine
hohe Ziehspannung, Pressspannung und Torsionsspannung auf die Schnecke
und den Schneckenkopf aus, und sie kann bei der Schnecke und dem
Schneckenkopf einen Ermüdungsdefekt
verursachen.
-
Angesichts
des Vorstehenden wurde ein Verfahren eingesetzt, bei dem der Antrieb
der Schnecke erst nach dem Verlauf einer festgelegten Zeitspanne begonnen
wird, nachdem der Zylinder die eingestellte Temperatur erreicht
hat, so dass die Temperatur im Zylinder einen Zielwert erreicht
hat. Zudem wird in dem japanischen Patent JP-A-4 059 325 ein Verfahren
zur Bestimmung der Viskosität
des Harzes im Zylinder vorgeschlagen, und zwar auf der Basis eines Vergleichs
zwischen einer Positionsabweichung zwischen einem Positionsbefehl
und einer tatsächlichen Position,
wenn die Schnecke mit niedriger Geschwindigkeit und niedrigem Drehmoment
in Rückwärtsrichtung
für eine
bestimmte Zeit betrieben wird, und einem festgelegten Wert. Bleibt
das Harz ungeschmolzen im Zylinder, wenn die Schnecke mit niedriger
Geschwindigkeit und niedrigem Drehmoment betrieben wird, kann sich
der Motor nicht mit der eingegebenen Geschwindigkeit drehen, damit
die Abweichung zwischen dem Positionsbefehl und der tatsächlichen
Position minimiert wird. Somit wird die auf die Schnecke ausgeübte Last
auf der Basis des Vergleichs zwischen der Positionsabweichung und
dem festgelegten Wert bestimmt, und wenn die Positionsabweichung
den festgelegten Wert nicht überschreitet
wird bestimmt, dass das Harz bis zu einer angemessener Fluidität geschmolzen
wurde.
-
Bei
dem Verfahren zum Starten des Schneckenbetriebs, wird die Last auf
die Schnecke im Verlauf der bestimmten Zeit, nachdem die Temperatur des
Zylinders den eingestellten Wert erreicht hat, indirekt angenommen,
und es gibt keine Gewähr,
dass keine Überlast
auf die Schnecke ausgeübt
wird. Somit sind die tatsächliche
Temperatur und die Fluidität des
Harzes nicht sicher, weil diese Faktoren durch die Umgebungstemperatur
und die Feuchtigkeit usw. beeinflusst werden. Zudem kann es dazu
kommen, dass aufgrund eines Defekts des Temperatursensors für den Zylinder
keine genaue Temperatur erfasst wird, so dass sich die Schnecke
mit einem hochviskosen Harz dreht.
-
Bei
dem Verfahren zur Bestimmung der Last an der Schnecke durch rückwärtiges Bewegen
der Schnecke kann die Last auf die Schnecke durch das in den Furchen
des Schneckenkopfes verbleibende Harz, welches dick ist und somit
lange zum Schmelzen benötigt,
nicht erfasst werden.
-
Die 6 und 7 zeigen
schematisch das distale Ende des Zylinders 1. Die 7 ist
eine Schnittansicht längs
der Linie VII-VII in 6. Das geschmolzene Harz 7a wird
im distalen Ende des Zylinders 1 zwischen den Furchen des
Schneckenkopfes und der Düse 2 angestaut.
Das in diesem Bereich verfestigte Harz benötigt eine lange Zeit zum neuerlichen
Schmelzen, und es übt
einen großen
Einfluss auf die Last aus, die auf die Schnecke ausgeübt wird, wenn
die Schnecke zur Dreh- oder Achsenbewegung angetrieben wird. Sind
die Schnecke und der Schneckenkopf ganz am Zylinder fixiert, wird
die Schnecke 3 durch rückwärtiges Antreiben
der Schnecke nicht bewegt, so dass man eine Überlast erfasst. In dem Zustand,
in dem das Harz bis zu einem bestimmten Grad geschmolzen ist, damit
es eine niedrige Viskosität
aufweist, bewegt sich die Schnecke durch den Rückwärtsantrieb jedoch rückwärts, so
dass bestimmt wird, dass das Harz angemessen geschmolzen ist. Wird
die Schnecke so angetrieben, dass sie sich vorwärts bewegt und sie das Harz
aus Düse 2 spritzt,
steigt der Widerstand des Harzes, das durch eine Spritzöffnung an
einem distalen Ende davon und einen Verbindungsabschnitt des Zylinders 1 und
die Düse 2 fließt, wenn
das Harz eine hohe Viskosität aufweist
und eine große
Last auf die Schnecke und den Schneckenkopf ausübt. Somit besteht ein großer Unterschied
zwischen den Lasten, die auf die Schnecke ausgeübt werden, wenn die Schnecke
vorwärts und
rückwärts angetrieben
wird. Bei dem Verfahren zur Erfassung der Fluidität des Harzes
durch Antreiben der Schnecke nach hinten, ist die Überlast,
die auf die Schnecke ausgeübt
wird, wenn diese vorwärts
angetrieben wird, größer als
die Last, die auf die Schnecke ausgeübt wird, wenn die Schnecke
vorwärts
angetrieben wird.
-
Eine Überlast-Erfassungsvorrichtung
für eine
Schnecke einer Spritzgussvorrichtung gemäß den Präambeln der beigefügten Ansprüche 1 und
5, ist aus EP-A-0674984
und EP-A-0388693 bekannt.
-
Eine
Vorrichtung zur Erfassung einer Überlast
an einer Schnecke einer Spritzgussmaschine gemäß einem Aspekt der Erfindung,
wie er in dem beigefügten
Anspruch 1 aufgeführt
ist, umfasst einen Servomotor zum axialen Bewegen oder Drehen der Schnecke,
einen Regler zum Antreiben des Servomotors und einen Timer zum Messen
des Zeitverlaufs vom Start des Antriebs des Servomotors. Der Regler
kann den Servomotor axial antreiben, damit die Schnecke in Spritzrichtung
axial bewegt wird oder gedreht wird. Verstreicht eine Bezugszeit,
bevor eine Bewegung um ein festgelegtes Maß beendet ist, wird bestimmt,
dass das im Heizzylinder verbleibende Harz eine niedrige Fluidität aufweist,
so dass eine Überlast
auf die Schnecke ausgeübt
wird, und es wird Alarm gegeben. Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung, wie er in dem beigefügten
Anspruch 5 aufgeführt
ist, treibt der Regler den Servomotor an und gibt Alarm, wenn das
von einem Detektor erfasste Ausmaß der Bewegung nicht das Bezugsmaß übersteigt.
Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
-
Der
Regler kann den Servomotor mehrmals zur Achsenbewegung der Schnecke
in Spritzrichtung und in Gegenrichtung antreiben, und zwar abwechselnd
für bestimmte
Male, oder er kann den Servomotor mehrmals zum Drehen der Schnecke
für bestimmte
Male antreiben.
-
Der
Regler kann einen Servoregler zum Durchführen einer Positions-Geschwindigkeits-Prozesssteuerung
aufweisen, der eine Positionsabweichung für den Servomotor verwendet,
und der Alarm gibt, wenn die Positionsabweichung einen Bezugswert überschreitet,
bevor die Achsenbewegung um das festgelegte Maß beendet ist.
-
Anhand
der als Beispiel beigefügten
Zeichnungen lässt
sich die Erfindung besser verstehen und man kann zeigen, wie sie
umgesetzt werden kann. Es zeigt:
-
1 ein
Blockdiagramm einer elektrisch betriebenen Spritzgussmaschine und
eines erfindungsgemäßen Reglers
dafür;
-
2 ein
Ablaufplan der Ablaufsteuerung zum Erfassen einer Überlast
an der in 1 gezeigten Spritzschnecke;
-
3 eine
Fortsetzung des Ablaufplans von 2;
-
4 ein
Blockdiagramm einer Servoregelung eines Motors der in 1 gezeigten
Spritzgussmaschine;
-
5,
eine Schemazeichnung, den Zustand des Harzes in einem Heizzylinder
der Spritzgussmaschine;
-
6,
eine vergrößerte Ansicht
des Schneckenkopfes und der Düse
der Spritzgussmaschine, wie der Schneckenkopf an dem Zylinder und
der Düse
klebt; und
-
7 eine
Schnittansicht längs
einer Linie VII-VII in 6.
-
In 1 sind
Heizgeräte 5,
wie Bandheizungen, und Temperatursensoren (nicht gezeigt), wie Thermoelemente,
um einen Spritzzylinder 1 und eine Düse 2 bereitgestellt,
welche am distalen Ende von Zylinder 1 befestigt ist. Die
Heizgeräte 5 und
die dazugehörigen
Temperatursensoren werden zum jeweiligen Regeln der entsprechenden
Abschnitte des Spritzzylinders 1 und der Düse 2 bereitgestellt.
Ein chenden Abschnitte des Spritzzylinders 1 und der Düse 2 bereitgestellt.
Ein Temperaturregler 17 regelt die Temperaturen der jeweiligen
Abschnitte des Spritzzylinders 1 und der Düse 2,
indem er die Heizgeräte 5 auf
der Basis der PID-Regelung regelt.
-
Stationäre und bewegliche
Formen 16 sind an der stationären Aufspannplatte 15 bzw.
der beweglichen Aufspannplatte 14 befestigt. Die bewegliche
Aufspannplatte 14 wird von einem Schließ-Servomotor M3 über einen
Antriebskraftwandler 13, der einen Mechanismus aus Kugelgewindespindel,
Mutter und Hebel umfasst, so angetrieben, dass sie sich an Führungssäulen (nicht
gezeigt) entlang bewegt. Die Schnecke 3 wird von einem
Servomotor M1 für eine
Achsenbewegung der Schnecke über
einen Antriebskraftwandler 10, der einen Mechanismus aus Kugelgewindespindel/Mutter
und Nocken und Verzahnungen umfasst, so angetrieben, dass sie sich
in Achsenrichtung bewegt. Die Schnecke 3 wird von einem
Servomotor M2 für
eine Schneckendrehung über
einen Getriebetransmissionsmechanismus 11, 12 zum
Kneten und Dosieren von Harz, unabhängig von den Achsenbewegungen
angedreht. Die Positionssensoren P1, P2 und P3, wie Impuls-Codierer, befinden
sich an den Servomotoren M1, M2 bzw. M3. Die Position und Geschwindigkeit
in Achsenrichtung und die Position und Geschwindigkeit in Drehrichtung
der Schnecke 3 und die Position und die Geschwindigkeit
der beweglichen Aufspannplatte 14 (und der beweglichen
Form) werden bestimmt aus den Positionen und Geschwindigkeiten in
Drehrichtung der Servomotoren M1–M3, die von den Positionssensoren
P1–P3
erfasst werden.
-
Ein
Regler 20 zum Regeln der Spritzgussmaschine hat eine CPU
(central processing unit, zentrale Rechnereinheit) 35 als
Mikroprozesor für
CNC (computerized numerical control, numerische Steuerung mit Rechner),
eine CPU 28 als Mikroprozessor für PC (programmable controller,
programmierbares Steuergerät),
eine CPU 29 als Mikroprozessor für die Servoregelung und eine
CPU 27 als Mikroprozessor für den Druckmonitor, einschließlich der
Abfragung des Drucks in einem Druckhalteverfahren und des Gegendrucks
der Schnecke 3. Die Mikroprozessoren tauschen über einen
Bus 32 durch geeignete Auswahl eines gemeinsamen Eingangs
bzw. Ausgangs Information untereinander aus.
-
Die
PC-CPU 28 ist an einen ROM 23 angeschlossen, der
ein Abfolgeprogramm zum Regeln der Bewegungsabfolge der Spritzgussmaschine
speichert, sowie an einen RAM 24 zum vorübergehenden Speichern
der Computerdaten. Die CNC-CPU 35 ist an
einen ROM 37 angeschlossen, der ein automatisches Betriebsprogramm
speichert, sowie an einen RAM 38 zum vorübergehenden
Speichern von Computerdaten.
-
Die
Servo-CPU 29 ist an einen ROM 30 angeschlossen,
der ein Regelprogramm speichert, das der Servoregelung dient, und
einen RAM 31 zum vorübergehenden
Speichern von Daten. Die Druckmonitor-CPU 27 ist an einen
ROM 21 angeschlossen, der ein Regelprogramm zum Abfragen
von Drücken speichert,
und an die RAM 22 zum vorübergehenden Speichern von Daten.
-
Die
Servo-CPU 29 ist zudem an einen Servoverstärker 25 zum
Antreiben der Servomotoren M1, M2 und M3 für eine Achsenbewegung der Schnecke, eine
Drehung der Schnecke bzw. zum Schließen der Form angeschlossen.
Die Ausgänge
der Detektoren für
Position und Geschwindigkeit P1, P2 und P3, die mit den jeweiligen
Servomotoren M1, M2 und M3 einher gehen, werden in die Servo-CPU 29 zurück geführt, so
dass Positions- und Geschwindigkeits-Prozesssteuerungen durchgeführt werden.
Zudem werden Antriebsströme,
die vom Servoverstärker 25 zu den
jeweiligen Servomotoren ausgegeben werden, zurück zur Senvo-CPU 29 geführt, so
dass Strom-Prozesssteuerungen durchgeführt werden. Die Druckmonitor-CPU 27 empfängt Signale
von einem Druckdetektor 18, wie einer Messdose, die sich an
einem proximalen Abschnitt der Schnecke 3 befindet, über einen
A/D-Wandler 26, so dass der Druck in einem Druckhalteverfahren
und der Gegendruck von Schnecke 3 abgefragt werden.
-
Ein
nichtflüchtiger
Speicher 34 dient dem Speichern der Gussdaten, einschließlich der
Gussbedingungen (Druckhaltebedingung, Dosierbedingung und der eingestellten
Temperatur der Düse 2, des
Heizzylinders 3 usw.), verschiedener eingestellter Werte,
Parameter, Makrovariablen, usw.
-
Eine
manuelle Dateneingabevorrichtung 36 mit einer CRT oder
LCD hat numerische Tasten zum Eingeben numerischer Daten und Funktionstasten zur
Auswahl von Funktionsmenus und zum Eingeben verschiedener Daten
bezüglich
graphischer Bilder auf der CRT oder LCD.
-
Mit
der vorstehenden Konfiguration regelt die PC-CPU 28 eine
Bewegungsabfolge der Spritzgussmaschine, die CNC-CPU 35 verteilt
Bewegungsbefehle für
den Servomotor für
jede Achse auf der Basis des in der ROM 37 gespeicherten
Regelprogramms, und die Servo-CPU 29 führt eine digitale Servoregelung
durch, einschließlich
der Regelungen von Positionsschleife, Geschwindigkeitsschleife und
Stromschleife auf der Basis der verteilten Bewegungsbefehle für jede Achse
und Positions-Geschwindigkeits-Prozesssteuerungs-Signale,
die von dem Positions-Geschwindigkeits-Detektor
erfasst werden.
-
Die
PC-CPU 28 stellt die Zieltemperatur für die jeweiligen Abschnitte
des Spritzzylinders 1 und der Düse 2 durch den Eingangs-Ausgangskreis 33 ein,
und zwar für
die jeweiligen Abschnitte, die in dem nichtflüchtigen Speicher 34 gespeichert
sind. Der Temperaturregler 17 führt eine Temperaturregelung der
jeweiligen Abschnitte des Spritzzylinders 1 und der Düse 2 durch,
die von den nicht gezeigten Temperatursensoren zurückgeleitet
wird, indem er eine PID-Prozesssteuerung durchführt. Die entsprechenden Temperaturen
der jeweiligen Teile des Heizzylinders 1 und der Düse 2 werden
von der PC-CPU 28 über
den Eingangs-Ausgangs-Kreis 33 gelesen.
-
Die 4,
ein Blockdiagramm, zeigt eine Servoregelung, die durch die Servo-CPU 29 in
einem Beispiel für
den Servomotor M1 zum axialen Bewegen der Schnecke durchgeführt werden
soll. Die gleiche Regelung wird für die anderen Servomotoren
M2 und M3 durchgeführt.
-
Eine
Positionsabweichung wird erhalten, indem die von dem Positions-Geschwindigkeits-Detektor
P1 zurückgeführte Position
von dem Bewegungsbefehl subtrahiert wird, der von der CNC-CPU 35 verteilt
wird, und die Positionsabweichung wird mit einem Positionsgewinn
multipliziert, so dass ein Geschwindigkeitsbefehl in Positionsregelabschnitt 41 erhalten
wird. Eine Geschwindigkeitsabweichung wird erhalten, indem die von
Positions-Geschwindigkeits-Detektor P1 zurückgeführte tatsächlichen Geschwindigkeit von
dem Geschwindigkeitsbefehl subtrahiert wird, der von Positionsregelungsabschnitt 41 ausgegeben
wird, und die Geschwindigkeitsabweichung wird mit einem Geschwindigkeitsgewinn
multipliziert, so dass man einen Drehmomentbefehl erhält. Ein
Maximalwert des Drehmomentbefehls, der von Geschwindigkeitsregelungsabschnitt 42 ausgegeben
wird, wird durch einen Drehmomentbegrenzer 43 auf einen
Drehmoment-Grenzwert eingeschränkt. Ist
somit der Drehmomentbefehl, der von Geschwindigkeitsregelungsabschnitt 42 ausgegeben
wird, größer als
der Drehmoment-Grenzwert, wird der Drehmomentgrenzwert vom Drehmomentbegrenzer 43 ausgegeben,
und der Drehmomentbefehl, der nicht größer als der Drehmoment-Grenzwert
ist, wird von dem Drehmomentbegrenzer 43 zu einem Stromregelungsabschnitt 44 ausgegeben.
-
Der
Stromregelungsabschnitt 44 führt eine Stromregelung auf
der Basis des Drehmomentbefehls, der vom Drehmomentbegrenzer 43 ausgegeben
wird, und der Strom-Rückkopplungssignale
aus einem Stromdetektor 45 durch, so dass man einen Spannungsbefehl
für den
Servoverstärker 25 zum Antreiben
eines Servomotors M1 auf der Basis der PWM-Regelung erhält.
-
Die
vorhergehende Servoregelung wird von der Servo-CPU 29 auf
der Basis der Software-Regelung durchgeführt. Die Einzelheiten der Software-Regelung
sind im Stand der Technik bekannt und wird daher weggelassen.
-
Der
durch eine gepunktete Linie angegebene Drehmomentbefehl dient einer
weiteren Regelung des Servomotors zum Erfassen einer Überlast
an der Schnecke, wie später
beschrieben.
-
Die
Ablaufsteuerung der Erfassung einer Überlast an der Schnecke, die
von der PC-CPU 28 in 1 durchgeführt werden
soll, wird anhand des Ablaufplans von 2 und 3 beschrieben.
Zum Spülen
des im Zylinder 1 verbleibenden Harzes muss man den Schmelzzustand
des in dem Heizzylinder 1 verbleibenden Harzes vor dem
Schneckenkopf 4 bestimmen und man muss wissen, ob die Schnecke normal
betrieben werden kann oder nicht. Daher wird die Ablaufsteuerung
der Erfassung einer Überlast
an der Schnecke unmittelbar vor der Ablaufsteuerung der automatischen
Spülung
in ein Ablaufprogramm eingebettet, so dass die Ablaufsteuerung der Überlasterfassung
jedes Mal dann ausgeführt
wird, wenn die Ablaufsteuerung der Automatikspülung durchgeführt wird.
-
Wird
ein Automatik-Spülbefehl
aus dem MDI 36 eingegeben, beginnt die PC-CPU 28 mit
der in dem Ablaufplan von 2 und 3 gezeigten
Ablaufsteuerung. Zuerst wird ein Drehmomentgrenzwert, festgelegt
zur Bestimmung einer Überlast
an der Schnecke durch deren Achsenbewegung, als Drehmomentgrenzwert
des in 43 gezeigten Drehmomentbegrenzers 43 eingestellt
(Schritt S1). Ein Zähler
CNT zum Zählen
der Anzahl der Achsenbewegungen der Schnecke wird auf "0" gelöscht (Schritt
S2), und ein Flag F, der eine Antriebsrichtung der Schnecke anzeigt,
wird auf "0" eingestellt (Schritt S3).
-
Anschließend wird
bestimmt, ob Flag F auf "0" steht oder nicht
(Schritt S4). Steht Flag F auf "0", wird der CNC-UPU 35 ein
Befehl zum Bewegen der Schnecke nach vorn um ein eingestelltes Ausmaß bei einer
eingestellten niedrigen Geschwindigkeit und zum Positionieren der
Schnecke an eine von dem eingestellten Ausmaß bestimmte Zielposition erteilt
(Schritt S5). Ist Flag F nicht "0", wird der CNC-UPU 35 ein
Befehl zum Bewegen der Schnecke nach hinten um das eingestellte
Ausmaß bei
der eingestellten niedrigen Geschwindigkeit und zum Positionieren
der Schnecke an eine von dem eingestellten Ausmaß bestimmte Zielposition erteilt
(Schritt S6). Im Wesentlichen zeitgleich zur Befehlserteilung an
die CNC-UPU 35, wird ein Timer T1 gestartet (Schritt S7).
Da Flag F in Schritt S3 zu Beginn auf "0" gestellt wurde,
wird die Schnecke zu Beginn bei der Ablaufsteuerung der Überlasterfassung
nach vorn angetrieben.
-
Die
CNC-CPU 35 verteilt Bewegungsbefehle an die Servo-CPU 29,
damit der Servomotor M1 die Schnecke um das eingestellte Ausmaß mit der
eingestellten Geschwindigkeit in die angegebene Richtung bewegt.
Die Servo-CPU 29 führt
die Servo regelung wie in 4 gezeigt auf der Basis der
verteilten Befehle aus. Speziell wird ein Geschwindigkeitsbefehl erhalten
durch die Positions-Prozesssteuerung auf der Basis einer Positionsabweichung
zwischen dem verteilten Bewegungsbefehl und einem Positions-Rückkopplungssignal,
und ein Drehmomentbefehl wird erhalten durch die Geschwindigkeits-Prozesssteuerung
auf der Basis einer Geschwindigkeitsabweichung zwischen dem Geschwindigkeitsbefehl und
einem Geschwindigkeits-Rückkopplungssignal. Ist
der erhaltene Drehmomentbefehl nicht größer als der in Schritt S1 eingestellte
Drehmomentgrenzwert, wird dieser Drehmomentbefehl zudem als solcher
in die Stromschleife ausgegeben. Ist jedoch der erhaltene Drehmomentbefehl
größer als
der Drehmomentgrenzwert, ist dieser Drehmomentbefehl auf den Drehmomentgrenzwert
eingeschränkt,
und der Drehmomentgrenzwert wird an die Stromschleife ausgegeben.
Die Strom-Prozesssteuerung wird auf der Basis des Drehmomentbefehls
durchgeführt,
damit der Servomotor M1 zur Achsenbewegung der Schnecke angetrieben
wird.
-
Während des
vorstehend beschriebenen Antriebs des Servomotors M1 bestimmt die
PC-CPU 28, ob der Timer T1 eine Bezugszeitspanne misst
oder nicht (Schritt S8), ob die Positionsabweichung, erhalten durch
die Positions-Prozesssteuerung
durch die Servo-CPU 29, einen eingestellten Bezugswert übersteigt
oder nicht (Schritt S9), und ob ein Signal, das anzeigt, dass die
Schnecke die Zielposition erreicht hat, von der Servo-CPU 29 ausgegeben
wird oder nicht (Schritt S10). Dieses Signal wird ausgegeben, wenn
sämtliche
Bewegungsbefehle für
das eingestellte Bewegungsmaß von
der CNC-CPU 35 ausgegeben werden und die Positionsabweichung
innerhalb des festgelegten Bereichs (In-Position-Bereich) ist, so
dass bestätigt
wird, dass die Position der Schnecke die Zielposition erreicht hat.
-
Ist
das im Heizzylinder 1 verbleibende Harz angemessen geschmolzen,
und somit die Last auf die Schecke in ihrer Achsenrichtung klein,
erreicht die Schnecke die Zielposition innerhalb des Bezugszeitraums,
ohne dass die Positionsabweichung den Bezugswert überschreitet.
In einem solchen Fall wird der Timer T1 auf "0" zurückgestellt
(Schritt S12), der Zähler
CNT wird schrittweise um "1" erhöht (Schritt S13),
und es wird bestimmt, ob der Zähler
CNT eine festgelegte Zahl erreicht hat oder nicht (Schritt S14). Wenn
der Zähler
die festgelegte Zahl nicht erreicht hat, wird Flag F zurückgestellt
(Schritt S15), d.h. Flag F wird auf "1" eingestellt,
wenn der Stromwert "0" ist, und auf "0" eingestellt, wenn der Stromwert "1" ist, und das Verfahren kehrt zurück zu Schritt
S4, so dass die Ablaufsteuerung von Schritt S4 bis S14 wiederholt
ausgeführt
wird.
-
Die
Schnecke 3 wird von dem Servomotor M1 angetrieben, wobei
sein maximales Ausgangs-Drehmoment auf den Drehmomentgrenzwert eingeschränkt ist,
und daher kann die Schnecke die eingestellte Zielposition im Bezugszeitraum
nicht erreichen (Schritt S8), wenn das Harz in dem Heizzylinder 1 nicht
angemessen geschmolzen ist und eine hohe Viskosität aufweist,
oder die Positionsabweichung übersteigt
den Bezugswert, weil die Schnecke aufgrund des eingeschränkten Ausgangsdrehmomentes
des Servomotors M1 nicht die eingestellte Geschwindigkeit erreichen
kann (Schritt S9). In einem solchen Fall gibt die PC-CPU 28 Alarm
und beendet den Betrieb der Spritzgussmaschine (Schritt S11).
-
Wenn
der Zähler
CNT die festgelegte Anzahl ohne einen Alarm erreicht (Schritt S14),
nachdem die Schnecke abwechselnd nach vorn (Schritt S5) und nach
hinten bewegt wurde (Schritt S6), wird der Zähler auf "0" gelöscht (Schritt
S16), und das Verfahren läuft
weiter zu Schritt S17.
-
Die
festgelegte Zahl von Vorwärts-
und Rückwärtsbewegung
kann auf "1" eingestellt werden. In
diesem Fall verläuft
das Verfahren weiter von Schritt S14 bis zu Schritt S16, wenn nur
eine Vorwärtsbewegung
der Schnecke 3 ohne Alarm beendet wird. In diesem Fall
kann zudem die Ablaufsteuerung der Schritte S2 bis S4, S6 und S13
bis S16 weggelassen werden, d.h. das Verfahren läuft von Schritt S1 direkt zu
Schritt S5 und von Schritt S12 direkt zu Schritt S17.
-
Wird
die Schnecke 3 ohne einen Alarm um die festgelegte Zahl
vor und zurück
bewegt, erfolgt die Ablaufsteuerung von Schritt 17 und
der anschließenden
Schritte, damit eine Überlast
an der Schnecke 3 durch die Drehung der Schnecke 3 erfasst
wird. Die Erfassung der Überlast
durch Drehung der Schnecke 3 ist im Wesentlichen die gleiche
Ablaufsteuerung wie die Erfassung der Überlast durch die Achsenbewegung
der Schnecke, unterscheidet sich aber von dieser dadurch, dass der
zu betreibende Motor der Servomotor M2 zur Drehung der Schnecke anstelle
des Servomotors M1 für
die Achsenbewegung der Schnecke ist, und dadurch dass der Antrieb der
Schnecke in einer Richtung durchgeführt wird.
-
Ein
Drehmomentgrenzwert zum Einschränken
des Ausgangs des Servomotors M2 für die Schneckendrehung wird
auf dem Drehmomentbegrenzer eingestellt (Schritt S17), und der Zähler CNT wird
auf "0" eingestellt (Schritt
S18). Dem Servomotor M2 wird ein Befehl zum Drehen der Schnecke 3 in einer
festgelegten Richtung durch ein eingestelltes Bewegungsausmaß bei einer
eingestellten Geschwindigkeit und zum Positionieren der Schnecke an
einer von dem eingestellten Bewegungsausmaß bestimmten Zielstelle erteilt,
und im Wesentlichen zeitgleich wird der Timer gestartet (Schritt
S20). Wenn die Schnecke die Zielposition erreicht, ohne dass die
Positions abweichung einen Bezugswert überschreitet bevor der Timer
einen Bezugszeitraum misst, wird der Timer T1 auf "0" zurückgestellt,
und der Zähler
CNT wird schrittweise um "1" erhöht. Wenn
der Zähler
die festgelegte Zahl nicht erreicht, kehrt die Ablaufsteuerung zu
Schritt S19 zurück.
-
Wenn
der Timer den Bezugszeitraum misst, bevor die Schnecke 3 die
Zielposition erreicht hat (Schritt S21), oder wenn die Positionsabweichung den
Bezugswert überschreitet
(Schritt S22) wird Alarm gegeben, der über den ungeschmolzenen Zustand
des Harzes informiert (Schritt S24).
-
Erreicht
der Wert des Zählers
CNT die festgelegte Anzahl ohne jeglichen Alarm, werden die Drehmomentgrenzen
für den
Servomotor M1 und den Servomotor M2 zurück gestellt, und das Verfahren
läuft mit
dem automatischen Spülverfahren
weiter.
-
Bei
der vorstehenden Ausführungsform
wird zuerst bestimmt, ob eine Überlast
auf die Schnecke ausgeübt
wird oder nicht, wenn die Schnecke axial bewegt wird, und dann wird
bestimmt, ob eine Überlast
auf die Schnecke ausgeübt
wird oder nicht, wenn die Schnecke gedreht wird. Somit wird bestimmt, dass
das Harz, das in dem Heizzylinder verbleibt, gut geschmolzen ist
und eine angemessene Fluidität zum
sicheren Antreiben der Schnecke 3 hat, und das Verfahren
läuft weiter
bis zum automatischen Spülprozess
ausgehend von der Bestätigung,
dass keine Überlast
auf die Schnecke ausgeübt
wird, wenn die Schnecke axial bewegt und auch gedreht wird.
-
Die
Fluidität
des restlichen Harzes kann jedoch allein auf der Basis der Ablaufsteuerung
der Überlast
durch die Achsenbewegung der Schnecke 3 bestimmt werden.
Alternativ wird die Fluidität
des restlichen Harzes lediglich durch die Ablaufsteuerung der Bestimmung
der Überlast
durch Drehung der Schnecke 3 durch die Ablaufsteuerung
der Schritte S17 bis S29 bestätigt.
-
Bei
der vorstehenden Ausführungsform
wird die Überlast
zudem auf der Basis des Vergleichs zwischen der Positionsabweichung
und dem Bezugswert bei den Schritten S9 und S22 erfasst. Anstelle des
Vergleichs zwischen der Positionsabweichung und dem Bezugswert dient
der vom Drucksensor 18 erfasste Druck und ein Bezugswert.
-
Zudem
werden der Servomotor M1 für
die Achsenbewegung der Schnecke und der Servomotor M2 für die Drehung
der Schnecke mit eingeschränkten
Ausgangs-Drehmomenten betrieben, und die Überlast wird erfasst. Wie in 4 mit
einer gepunkteten Linie angezeigt kann alternativ ein eingestellter Drehmomentbefehl
direkt in die Stromschleife eingegeben werden, damit der Servomotor
M1 so gesteuert wird, dass das eingestellte Drehmoment erzeugt wird,
ohne dass die Positions- und Ge schwindigkeitsregelungen durchgeführt werden.
Man bestimmt, ob die Schnecke innerhalb des Bezugszeitraums um das
eingestellte Bewegungsausmaß bewegt
wird oder nicht. Wird die Schnecke innerhalb des Bezugszeitraums
nicht um das eingestellte Bewegungsausmaß bewegt, wird ein Alarm erteilt,
der anzeigt, dass im Zylinder ungeschmolzenes Rest-Harz ist.
-
In
diesem Fall werden die Ablaufsteuerungen der Schritte S1 und S17
weggelassen, und ein eingestellter Befehl für das Drehmoment zum Bewegen
der Schnecke nach vorn wird in Schritt S5 ausgegeben, und ein eingestellter
Befehl für
das Drehmoment zum Bewegen der Schnecke nach hinten wird in Schritt
S6 ausgegeben. Die Ablaufsteuerung der Schritte S8 bis S10 kann
zudem durch die Ablaufsteuerung der Ablesung der Drehbewegungsmaße des Servomotors
M1 für
die Achsenbewegung und des Servomotors M2 für die Drehbewegung der Schnecke
ersetzt werden, wenn der Timer T1 den eingestellten Bezugszeitraum
gemessen hat und den Befehl für
das Drehmoment stoppt. Ist das abgelesene Ausmaß der Drehbewegung größer als
der eingestellte Bezugswert, wird Alarm gegeben. Ist das abgelesene
Ausmaß der
Drehbewegung nicht größer als
der eingestellte Bezugswert, wird die Ablaufsteuerung der Schritte
S12 bis S15 oder die Ablaufsteuerung der Schritte S25 bis S27 durchgeführt, und
man kehrt zurück
zu Schritt S4 oder Schritt S19.
-
Zeitgleich
mit der Erteilung des Drehmomentbefehls an die Stromschleife wird
darüber
hinaus der Timer T gestartet, und zur Bestimmung der Fluidität des Harzes
wird die Zeit, die verstreicht, bis das Ausmaß der Drehung des Servomotors
M1 und/oder des Servomotors M2 das eingestellte Bezugsmaß erreicht
hat, mit einer Bezugszeit verglichen. Ist die verstrichene Zeit
länger
als die Bezugszeit wird Alarm gegeben.
-
Erfindungsgemäß wird die
Schnecke zu Beginn nach vorne in die Richtung angetrieben, in die das
Harz aus dem Zylinder gespritzt wird, indem der Servomotor zur axialen
Bewegung der Schnecke angetrieben wird, und es wird bestimmt, ob
eine Überlast
an der Schnecke aufgrund des im Zylinder verbleibenden ungeschmolzenen
Harzes erfasst wird oder nicht. Der Schneckenkopf 4 übt Druck
auf das Harz aus, das zwischen der Düse 2 und dem distalen Ende
des Zylinders 1 verbleibt, und das aus der Spritzöffnung am
distalen Ende der Düse 2 gespritzt
werden soll. Ist die Viskosität
des Harzes hoch, steigt der Widerstand des Harzes zwischen der Schnecke 3 und
dem Zylinder 1, und des Harzes in der Spritzöffnung und
der Düse 2,
so dass die Schnecke 3 stark belastet wird. Im Gegensatz
dazu bewegt sich der Schneckenkopf 4 beim Rückwärtsantrieb
der Schnecke 3 im Zylinder 1 rückwärts und dehnt das Harz zwischen
dem Schneckenkopf 4 und der Düse 2, so dass das
Harz einen niedrigeren Widerstand erhält. In diesem Fall kann trotz
des im Zylinder verbleibenden Harzes keine Überlast erfasst werden. Gemäß dem herkömmlichen
Verfahren zur Erfassung der Überlast
durch axiales Rückwärtsbewegen
der Schnecke kann die auf die Schnecke ausgeübte Überlast nicht erfasst werden,
wenn die Schnecke vorwärts
bewegt wird. Da die Schnecke erfindungsgemäß zu Beginn in Spritzrichtung
nach vorn bewegt wird, wird eine Überlast sicher erfasst, wenn
das ungeschmolzene Harz weiterhin eine hohe Viskosität im Zylinder
hat.
-
Die
erfindungsgemäße Überlast-Erfassungsvorrichtung
erfasst direkt eine Überlast
an der Schnecke, indem der Motor zur Bewegung der Schnecke angetrieben
wird, statt indirekt auf der Basis der Temperatur des Heizzylinders,
so dass eine durch ungeschmolzenes Rest-Harz verursachte Überlast
genau und sicher erfasst wird.