DE68920951T2

DE68920951T2 - Vorrichtung zum Einstellen der Giessbetriebsbedingungen in einer Spritzgiessmaschine.

Info

Publication number: DE68920951T2
Application number: DE68920951T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Endo; Shigeru Fujita; Fumio Kamahora; Hideo Saito; Katsuyuki Yamamoto
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1988-11-09
Filing date: 1989-11-09
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2009-11-10
Also published as: KR960013063B1; EP0368300A2; US5035598A; ES2066826T3; EP0368300B1; JPH0720651B2; DE68920951D1; JPH02128824A; EP0368300A3; KR900007573A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen der Gießbetriebsbedingungen in einer Spritzgießmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere bezieht sie sich auf ein System zum Einstellen einer Gießbetriebsbedingung für eine Spritzgießmaschine, die in der Lage ist, eine optimale Gießbetriebsbedingung in der Spritzgießmaschine wirksam und genau einzustellen, um eine vorbestimmte Qualität der gespritzten Erzeugnisse im Anschluß an das Spritzen eines geschmolzenen Materials - wie z.B. Kunststoff und ähnliches - zu erhalten.
Herkömmlich hat ein Spritzgießingenieur, falls ein geschmolzenes Material wie z.B. Kunststoff und ähnliches gespritzt wird, eine optimale Gießbetriebsbedingung durch Wiederholen von Versuch und Irrtum eines Spritzgießvorganges eingestellt, die auf seinen bisherigen Erfahrungen basiert. Aus diesem Grund hängt ein solches Einstellen der optimalen Gießbetriebsbedingung beträchtlich von den Fähigkeiten des Ingenieurs ab, so daß es erforderlich ist, die Fachingenieure zu schulen.
Daraufhin wurde ein solches Unterstützungssystem für Ingenieure vorgeschlagen, das die optimale Gießbetriebsbedingung auf theoretischer Basis ermittelt, indem ein Kunststofffluß in einer erforderlichen Gießbetriebsbedingung in einer Modellgußform ausgewertet wird, die auf einem Computer konstruiert wurde, und indem die Gießbetriebsbedingung ausgewertet wird.
Falls eine Analyse eines Kunststoffflusses durchgeführt wird, um eine Gießbetriebsbedingung im System auszuwerten, das für das theoretische Ermitteln der optimalen Gießbetriebsbedingung durch eine solche Modellgußform verwendet wird, ist es wichtig, das auf früherer Erfahrung beruhende Wissen des Ingenieurs zu verwenden, der sich in Spritzgießtechnik auskennt. Es gab das Problem dabei, wie man das Wissen des Ingenieurs in ein solches System überführen kann, und das Problem ist bis jetzt noch nicht gelöst worden.
Eine wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierte Vorrichtung, ist in JP-A-63-209917 offenbart. Diese Vorrichtung nach dem Stand der Technik umfaßt Mittel zum Eingeben der fehlerhaften Phänomene und zum Eingeben des Einflußgrades von der Verursachung eines Fehlers bezogen auf die fehlerhaften Phänomene, umfaßt eine Wissensbasis, die Daten der fehlerhaften Phänomene und Daten der Diagnoseregeln speichert, und die einen Inferenzteil, der den Einflußgrad der Fehlerursache bezogen auf das fehlerhafte Phänomen folgert, umf aßt. Diese Vorrichtung leidet unter dem Nachteil, daß es sehr schwierig ist, eine Anfangsgießbetriebsbedingung und eine gewünschte Gießbetriebsbedingung für ein neues Modell zu bestimmen, wenn noch keine Flußanalyse für geschmolzenes Material angewendet wurde.
In der JP-A-63-209918 Offenbarung, wird eine Datenbasis und/oder Wissensbasis zur Verfügung gestellt, die die optimale Gießbetriebsbedingung einer Gießform speichert und die optimale Gießbetriebsbedingung einer Gießform aus der Datenbasis und/oder Wissensbasis heraus sucht und ableitet.
EP-A-0377 736, welches ein Dokument gemäß Artikel 54(3) EPÜ ist, offenbart eine Steuerungseinheit, um optimale Gegenmaßnahmen abzuleiten, falls das zu steuernde Objekt oder das Produkt fehlerhaft wird, wobei die Steuerungseinheit insbesondere dafür geeignet ist, die Gießbetriebsbedingungen einer Spritzgießmaschine einzustellen und zu steuern. Um eine optimale Gegenmaßnahme zu bestimmen, indem eine komplexe Steuerung der Spritzgießmaschine durchgeführt wird, weist die Steuerungseinheit eine Eingabeeinheit für fehlerhafte Bedingungen und einen Speicher zum Abspeichern von fehlerhaften Bedingungen, Ursachen von fehlerhaften Bedingungen und vorgeschlagenen Gegenmaßnahmen für diese Bedingungen auf; Auswertemittel, um die Gegenmaßnahmen in eine Vorzugsreihenfolge zu bringen, die auf dem Inhalt des Speichers und den Bedingungen des zu steuernden Objektes basiert, um einen weiteren möglichen Fehler vorauszusehen, der durch die vorgenommene Gegenmaßnahme resultiert und um eine optimale Gegenmaßnahme abzuleiten; und eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der vorgeschlagenen Gegenmaßnahmen. Der Steuerungsvorgang wird entweder in Übereinstimmung mit der vorgeschlagenen optimalen Gegenmaßnahme oder mit einer der vorgeschlagenen Gegenmaßnahmen durchgeführt, die durch einen Bediener aus denjenigen ausgewählt wird, die auf der Anzeigevorrichtung erscheinen.
Der Artikel von G. Menges et al. "Automatisierte Maschineneinstellung beim Spritzgießen - Wunschtraum oder Realität?", veröffentlicht in "Kunststoffe" 78 (1988), Seite 732-735, behandelt Aspekte der Automatisation in Spritzgießmaschinen. Dieses Dokument schlägt vor, ein charakteristisches Diagramm zu verwenden, um die Prozeßdaten mit den Maschinendaten in eine Wechselbeziehung zu setzen. Diese Maßnahme wird in Betracht gezogen, um eine genauere Anfangseinstellung der Maschine sowie eine Optimierung des Prozeßverlaufes zur Verfügung zu stellen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein übergeordnetes System zum Einstellen der Gießbetriebsbedingungen in einer Spritzgießmaschine zur Verfügung zu stellen, so daß das qualifizierte Ingenieurswissen in eine intelligente Datenbasis eingebaut wird, die in den Computer eingegeben wird. Mittels des Systems sollte sogar ein unerf ahrener Ingenieur genauso in der Lage sein, einfach die optimale Gießbetriebsbedingung einzustellen, wie es ein erfahrener Ingenieur ist.
Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung durch die in Anspruch 1 definierte Vorrichtung erreicht. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 offenbart.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Einstellen der Gießbetriebsbedingungen in einer Spritzgießmaschine zur Verfügung gestellt, umfassend: Mittel zum Analysieren eines Flusses von geschmolzenem Material, das Analysen vom Fluß eines Kunststoffes, vom Abkühlen eines Kunststoffes und von einer Struktur/Festigkeit eines gespritzten Erzeugnisses durchführt, indem eine auf einem Computer entworfene Modellform verwendet wird; Mittel zum Auswerten eines Analyseergebnisses, das eine Anfangsgießbetriebsbedingung bestimmt, um in einer Spritzgießmaschine auf der Basis des Analyseergebnisses tatsächlich eingestellt zu werden, das durch die Flußanalysemittel für geschmolzenes Material erhalten wird und das einen zulässigen Bereich einer Gießbetriebsbedingung vorsieht und Daten einer durchschnittlichen Stärke und Daten über ein dünnwandiges oder dickwandiges Teil des gespritzten Erzeugnisses zur Verfügung stellt; Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers, das Ursachen eines Gießfehlers gemäß einer Beziehung zwischen einer Unzulänglichkeit des gespritzten Erzeugnisses und einer Betriebsbedingung für einen Kunststoff, Gießform, usw. ableitet, beides speichert, zum einen die erste intelligente Datenbasis zum Ableiten der Ursache des Gießfehlers und zum anderen die zweite intelligente Datenbasis zum Auswerten der vorzunehmenden Maßnahmen, und einen Korrekturwert der Gießbetriebsbedingung nach Auswahl der effektiven Maßnahmen berechnet, die den Ursachen entsprechen, die durch die Eingabe der Daten über die Unzulänglichkeit des gespritzten Erzeugnisses abgeleitet werden, wobei die erste intelligente Datenbasis Maßnahmen beinhaltet, die mit einer Priorität versehen sind und wobei die zweite intelligente Datenbasis in der Lage ist, die entsprechenden Maßnahmen in einen Wert für jeden Betriebsfaktor der Gießbetriebsbedingung zu konvertieren, während die Maßnahmen für die abgeleiteten Ursachen der Gießfehler abgeleitet werden, und eine Mensch-Maschine Benutzerschnittstelle zum Eingeben der Daten von fehlerhaften, gespritzten Erzeugnissen in die Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers, während die durch das Mittel zum Auswerten des Analyseergebnisses eingestellten Gießbetriebsbedingung in der Spritzgießmaschine eingegeben werden, zum Zurücksetzen der korrigierten Werte der Gießbetriebsbedingung in der Spritzgießmaschine, nachdem die erhaltenen korrigierten Werte der Gießbetriebsbedingung durch das Mittel zum Auswerten des Analyseergebnisses erneut ausgewertet sind, und zum Wiederholen der Korrektur und des Zurücksetzens bis man eine optimale Gießbetriebsbedingung erhält.
Sobald in dem System zum Einstellen der optimalen Gießbetriebsbedingung die Daten der fehlerhaft gespritzten Erzeugnisse in das Mittel zum Beseitigen der Gießfehler eingegeben werden, wird ein Fehlerpunkt in ein Einspritzfolgediagramm eingegeben, das man durch das Mittel zum Analysieren des geschmolzenen Materials erhält. Als Ergebnis kann die Unzulänglichkeit während des Einspritzsteuerungsprozesses der Spritzgießmaschine ermittelt werden.
In dem optimalen System zum Einstellen der Gießbetriebsbedingung vergleicht das Mittel zum Auswerten eines Analyseergebnisses die korrigierten Werte der Gießbetriebsbedingungen, wie z.B. Gießformtemperatur, Kunststofftemperatur, Einspritzgeschwindigkeit, Abkühlzeit usw., die man durch das Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers erhält, mit zulässigen Werten, die man durch das Flußanalysemittel für geschmolzenes Material erhält. Es kann eine Warnmeldung ausgeben werden und/oder der Wert der Gießbetriebsbedingung kann erneut korrigiert werden, falls der Korrekturwert der Gießbetriebsbedingung den erlaubten Wert überschreitet.
Daten einer Konfiguration einer Modellgußform, die für die Analyse durch das Flußanalysemittel für geschmolzenes Material benötigt werden, können durch das Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers verwendet werden.
Darüber hinaus können die korrigierten Werte der Gießbetriebsbedingung, die man durch das Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers erhält, durch das Flußanalysemittel für geschmolzenes Material analysiert werden, durch das Mittel zum Auswerten des Analyseergebnisses ausgewertet werden und in der Spritzgießmaschine eingestellt werden.
Dieses System kann bevorzugterweise mit einer Spritzgießmaschine über eine Übertragungsleitung verbunden sein, um somit beides zu automatisieren, zum einen eine Datenübertragung bezüglich des Gießfehlers und zum anderen ein Einstellen der Gießbetriebsbedingung.
Zusätzlich kann das System mit einer mit integrierten Schaltkreisen bestückten Leiterplatte versehen werden, die in der Lage ist, die Gießbetriebsbedingung und/oder einem Betriebszustand der Spritzgießmaschine zu schreiben, so daß verschiedene Daten zwischen dem System und der Spritzgießmaschine ausgetauscht werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das System zum Einstellen der optimalen Gießbetriebsbedingung für die Spritzgießmaschine zur Verfügung gestellt, das das Flußanalysemittel für geschmolzenes Material umfaßt, um den Kunststofffluß, das Abkühlen des Kunststoffes und die Struktur/Festigkeit der gespritzten Erzeugnisse durch Verwendung der entworfenen Modellgießform zu analysieren. Das System umfaßt ebenfalls das Mittel zum Auswerten des Analyseergebnisses zum Bestimmen der Anfangsgießbetriebsbedingung und deren zulässiger Bereich in Übereinstimmung mit dem Analyseergebnis. Die Anfangsgießbetriebsbedingung wird in der Spritzgießmaschine eingestellt und es wird ein Probespritzvorgang durchgeführt, um die Unzulänglichkeiten des gespritzten Erzeugnisses zu überprüfen. Falls die Unzulänglichkeit des gespritzten Erzeugnisses gefunden worden ist, werden die Daten der Unzulänglichkeit in das Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers eingegeben. Nach der Durchführung einer passenden Datenverarbeitung, die auf den eingegebenen Daten basiert, kann eine Ursache des Gießfehlers abgeleitet werden und man kann eine Gegenmaßnahme für die Ursache mit hohem Wirkungsgrad und Genauigkeit erhalten. Deshalb kann die Gießbetriebsbedingung passend und sofort gemäß den Daten korrigiert werden, die man durch das Flußanalysemittel für geschmolzenes Material erhält.
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung jetzt nachfolgend detaillierter in Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 ist ein Blockdiagramm, das ein optimales System zum Einstellen einer Gießbetriebsbedingung für eine Spritzgießmaschine gemäß eines bevorzugtem Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Figur 2 ist ein Formatdiagramm, das eine intelligente Datenbasis für Ursachen eines Gießfehlers zeigt, das in dem System der Erfindung verwendet wird;
Figur 3 ist ein Formatdiagramm, das eine Liste von abzuleitenden Ursachen zeigt, die in dem System der Erfindung verwendet wird;
Figur 4 ist eine Liste von Lösungen, die in dem System der Erfindung verwendet wird; und
Figur 5 ist ein Flußdiagramm, das ein Steuerungsprogramm veranschaulicht, mit dem das System der Erfindung arbeitet.
Figur 1 zeigt ein System zum Einstellen einer optimalen Gießbetriebsbedingung für eine Spritzgießmaschine gemäß eines Ausführungsbeispieles der Erfindung. Das in Figur 1 gezeigte System ist so aufgebaut, daß die optimale Gießbetriebsbedingung und ein Steuerungsprogramm, das unter dem System läuft, vorbereitet und in eine Steuerungseinheit der Spritzgießmaschine 10 eingegeben werden kann. Dafür beinhaltet das System ein Flußanalysemittel für geschmolzenes Material 12, ein Mittel zum Auswerten des Analyseergebnisses 14, ein Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers 16 und eine Benutzerschnittstelle 18. Diese Komponenten sind über die Benutzerschnittstelle 18 mit der Spritzgießmaschine 10 verbunden, woraus sich ein Mensch-Maschine-System ergibt.
Die entsprechenden Mittel werden nachfolgend detaillierter beschrieben.

A. Flußanalysemittel für geschmolzenes Material

Das Flußanalysemittel für geschmolzenes Material 12 entwirft zuerst eine Modellgußform. Falls eine Modellgußform entworfen wird, werden Konfigurationsdaten wie z.B. ein Vorsprungbereich, Dicke, Einlaufform und Angußkanalform der Gußform bestimmt. In Übereinstimmung mit den Konfigurationsdaten der Modelgußform erhält man nachfolgend eine Verteilungsfunktion einer Kunststofftemperatur und eines Kunststoffdruckes relativ zu allen Elementen der Modellgußform, indem eine als Variable verwendete Einspritzzeit oder Gußformtemperatur verwendet wird, während ein Einspritzfolgediagramm entworfen wird.
In dem Einspritzfolgediagramm wird eine verstrichene Zeit in Bezug zu dem Kunststofffluß in der Gußform durch einen Parameter so dargestellt, daß der Teil des gespritzten Erzeugnisses, der während des Einspritzprozesses in die Gußform hergestellt wird, erkannt werden kann. Daher ist es möglich, ein fehlerhaftes Teil in einem Einspritzsteuerungsprozeß in der Spritzgießmaschine zu analysieren, sobald die Daten der Unzulänglichkeit des gespritzten Erzeugnisses in das Einspritzfolgediagramm eingegeben werden.
Eine Funktion, die eine Temperatureigenschaft eines geschmolzenen Kunststoffes zeigt, erhält man von einem arithmetischen Rechenergebnis von der Verteilung der Kunststofftemperatur am Ende des Einspritzvorganges. Maximale und minimale Kunststofftemperaturen (T) sind in allen Elementen der Modellgußform durch die Funktionen dargestellt, die als Variable die Einspritzzeit (t), bzw. (T-t Graph) aufweisen. Folglich ist es möglich, einen zulässigen Bereich für die Einspritzzeit zu bestimmen, in dem die maximale Kunststofftemperatur bei einer Abweichung der Einspritzzeit konstant bleibt und in dem die minimale Kunststofftemperatur ausreichend höher ist, als eine Erstarrungstemperatur (abhängig vom Kunststoff und der zu verwendenden Gußform ist dies veränderbar).
Eine Funktion, die eine Eigenschaft des maximalen Kunststoffdruckes zeigt, erhält man von einem arithmetischen Rechenergebnis von der Verteilung des Kunststoffdruckes am Ende des Einspritzvorganges relativ zu der erhaltenen Temperatur des geschmolzenen Kunststoffes. Der maximale Kunststoffdruck (P) wird in allen Elementen der Modellgußform durch eine Funktion dargestellt, die beides aufweist, zum einen die Einspritzzeit (t) als eine Variable und zum anderen die Kunststofftemperatur als einen Parameter am Anfang des Einspritzvorganges (P-t Graph). Daher ist es möglich einen zulässigen Bereich der Einspritzzeit zu bestimmen, der Erfordernisse gemäß einer Spezifikation der Spritzgießmaschine erfüllt und in dem der maximale Kunststoffdruck konstant gegenüber einer Abweichung der Einspritzzeit ist.
Weiterhin wird als ein Ergebnis von einer arithmetischen Operation der Verteilung des Kunststoffdruckes (P) am Ende des Einspritzvorganges der maximale Kunststoffdruck (P) in allen Elementen der Modelgußform durch eine Funktion dargestellt, die beides aufweist, zum einen eine Gußformtemperatur (Tm) als eine Variable und zum anderen die Kunststofftemperatur als einen Parameter am Anfang des Einspritzvorganges (P-Tm Graph). Daher ist es möglich, einen zulässigen Bereich der Gußformtemperatur zu bestimmen, in dem der maximale Kunststoffdruck gegenüber einer Abweichung der Gußformtemperatur konstant ist.
Auf der Basis der hier vorher beschriebenen Analyseergebnisse wird eine Analyse des Kunststoffflusses in der entworfenen Modellgießform durchgeführt, um eine Gießbetriebsbedingung und eine Stärke, einen Einlauf, einen Angußkanal, etc. der Gußform einzustellen. Anschließend wird eine Analyse einer Kunststoffabkühlung durchgeführt, um eine Abkühlzeit einzustellen und dann wird eine Analyse der Struktur/Festigkeit eines gespritzten Erzeugnisses durchgeführt, um die Struktur und Festigkeit des Teiles und die Möglichkeit des Auftretens einer Einfallstelle zu überprüfen. Falls irgendein Problem aus den Analyseergebnissen hervorgehen sollte, werden diese Analysen erneut unter anderen geeigneten Bedingungen durchgeführt.

B. Mittel zum Auswerten des Analyseergebnisses

Ein Mittel zum Auswerten des Analyseergebnisses 14 berechnet eine Stärke, einen Einlauf, einen Angußkanal, etc. der Gußform und die Gießbetriebsbedingung, die in Übereinstimmung mit den Analyseergebnissen eingestellt werden, die man durch das Flußanalysemittel für geschmolzenes Material 12 erhält. Die Mittel zum Auswerten bestimmen ebenfalls die Abkühlzeit und berechnen die Struktur, Festigkeit, etc. des gespritzten Erzeugnisses, um so eine Anfangsgießbetriebsbedingung zu erstellen, die tatsächlich in der Spritzgießmaschine 10 eingestellt werden soll. Zusätzlich legt das Auswertemittel Daten an, die relativ zu einer durchschnittlichen Stärke, einem dünnen und einem dicken Teil, etc. des gespritzten Erzeugnisses zu sehen sind, während ein zulässiger Bereich der Gießbetriebsbedingung bestimmt wird. Die auf solche Weise bestimmte Anfangsgießbetriebsbedingung wird in der Spritzgießmaschine 10 so eingestellt, daß eine Probeeinspritzung durchgeführt wird.

C. Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers

Ein Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers 16 speichert die erste intelligente Datenbasis zum Ableiten von Gießfehlern. Die erste intelligente Datenbasis beinhaltet Maßnahmen, die nach Priorität aufgelistet sind, sowie die Ursachen des Gießfehlers, die aus einer Relation zwischen einer Unzulänglichkeit des gespritzten Erzeugnisses und einem Zustand des Kunststoffes und Gußform etc. abgeleitet werden. Demzufolge kann diese intelligente Datenbasis, wie es in der Tabelle 1 der Figur 2 gezeigt ist, eingestellt werden. Durch Verwendung einer solchen intelligenten Datenbasis, um die Ursachen des Gießfehlers abzuleiten, wird eine Liste von abzuleitenden Ursachen angelegt, um eine Ableitung der Ursachen auf der Basis der aktuellen Daten zu erstellen, wie z.B. Unzulänglichkeiten des gespritzten Erzeugnisses, Gießbetriebsbedingung, Betriebszustandes der Spritzgießmaschine (ein Wert eines Puffers, der an der Spitze einer Schnecke den Kunststoff enthält, eine Wirkungsweise der Schnecke, etc.) und ähnliche (bezogen auf Tabelle 2 der Figur 3). Da es eine Vielzahl von Ursachen für einen Fehler gibt, das heißt nämlich, daß ein Auftreten eines Fehlers nicht auf eine Ursache beschränkt ist, sondern eine Vielzahl von Ursachen normalerweise abgeleitet werden können. Daher führt eine Vielzahl von abgeleiteten Ursachen zum Erstellen einer Liste, die eine Vielzahl von vorzunehmenden Maßnahmen enthält, um die abgeleiteten Ursachen (bezogen auf Tabelle 3 der Figur 4) zu beseitigen. Meistens ist nicht immer jede Maßnahme wirksam gegenüber anderen Fehlern und kann gelegentlich den Fehlerzustand erhöhen. Aus diesem Grund wird ein Einflußgrad der Auswirkung der Maßnahme sowie ein Fehler, der durch die Auswahl dieser Maßnahme verursacht werden kann, in den entsprechenden Listen aufgeführt.
Zusätzlich zur ersten intelligenten Datenbasis, in der die Maßnahmen zum Beseitigen des Fehlers und die Auswirkungen dieser abgeleitet werden, speichert das Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers ebenfalls die zweite intelligente Datenbasis, die in der Lage ist, die Maßnahmen zu bewerten und die entsprechenden Maßnahmen auf den aktuellen Wert der Gießbetriebsbedingungen oder Faktoren der Spritzgießmaschine umzuwandeln. Die Priorität der Maßnahmen für die Gießfehler wird auf zwei Dingen basierend bestimmt, zum einen basierend auf der Liste der abzuleitenden Ursachen und zum anderen basierend auf der Liste der vorzunehmenden Maßnahmen.
Die zweite intelligente Datenbasis wird auf die Maßnahme angewendet, die die wie oben bestimmte höchste Priorität besitzt, damit ein Korrekturwert der Gießbetriebsbedingung erhalten werden kann. Durch Verwendung dieses Korrekturwertes wird die Gießbetriebsbedingung geändert. Die korrigierte Gießbetriebsbedingung wird daraufhin überprüft, ob sie nicht einen zulässigen Bereich überschreitet, der durch das Mittel zum Auswerten des Analyseergebnisses 14 bestimmt worden ist. Falls der zulässige Bereich überschritten wird, wird die Maßnahme mit der zweiten Priorität ausgewählt, und die oben genannten Vorgänge werden wiederholt. Somit wird die passende, korrigierte Gießbetriebsbedingung bestimmt und in der Spritzgießmaschine 10 eingestellt. Die Probeeinspritzung wird erneut durchgeführt, womit realisiert wird, daß der Fehler des gespritzten Erzeugnisses vermindert oder beseitigt wird.

D. Benutzerschnittstelle

Eine Benutzerschnittstelle 18 wird so zur Verfügung gestellt, daß das System gemäß der vorliegenden Erfindung wirksam betrieben werden kann, um die angegebenen Steuerungsvorgänge der jeweiligen Mittel 12, 14 und 16 zügig auszuführen, indem diese Mittel mit der Spritzgießmaschine 10 verbunden werden, die von einem Benutzer installiert werden.
Figur 5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerungsprogramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, um eine optimale Gießbetriebsbedingung für die Spritzgießmaschine einzustellen, die ein in Figur 1 gezeigtes System umfaßt. Danach werden Einstellabläufe der optimalen Gießbetriebsbedingung gemäß des Systems der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu Figur 5 nachfolgend beschrieben.
Als erstes entwirft das Flußanalysemittel für geschmolzenes Material 12 eine Modellgußform und führt die oben erwähnten Analysen vom Fluß eines Kunststoffes, vom Abkühlen eines Kunststoffes und von der Struktur/Festigkeit des Modells durch. Die erhaltenen Ergebnisse dieser Analysen werden durch das Mittel zum Auswerten des Analyseergebnisses 14 ausgewertet, so daß die Anfangsgießbetriebsbedingung und ihr zulässiger Bereich bestimmt werden. Die gerade bestimmte Gießbetriebsbedingung wird durch die Benutzerschnittstelle 18 in der Spritzgießmaschine 10 eingestellt. In diesem Fall sind die folgenden Möglichkeiten vorgesehen, um die Gießbetriebsbedingung in der Spritzgießmaschine 10 einzustellen:
(1) eine Einstellung mittels eines manuellen Bedienungsvorganges,
(2) eine automatische Einstellung mittels einer Übertragungsleitung,
(3) eine Einstellung mittels einer Leiterplatte mit integrierten Schaltkreisen.
Nachfolgend wird die Probeeinspritzung unter den eingestellten Gießbetriebsbedingungen durchgeführt. Der Bediener wertet das gespritzte Erzeugnis aus, daß man durch die Probeeinspritzung erhalten hat. Falls das gespritzte Erzeugnis irgendeine Unzulänglichkeit beinhaltet, wird eine Bezeichnung und Daten der Unzulänglichkeit in das Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers 16 eingegeben. Zum Eingeben der Daten in das Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers 16 sind die folgenden Möglichkeiten, wie oben beschrieben, vorgesehen:
(1) eine Einstellung mittels eines manuellen Bedienungsvorganges,
(2) eine automatische Einstellung mittels einer Übertragungsleitung,
(3) eine Einstellung mittels einer Leiterplatte mit integrierten Schaltkreisen.
Falls ein perfektes Erzeugnis während des Probeeinspritzvorganges gespritzt wurde, kann die Serienproduktion des Erzeugnisses sofort begonnen werden, ohne daß die Gießbetriebsbedingung geändert werden muß. Wenn im anderen Fall z.B. der Fehler des gespritzten Erzeugnisses ausgewertet wird, wird ein fehlerhafter Abschnitt in einem Einspritzfolgediagramm angezeigt das man durch das Flußanalysemittel für geschmolzenes Material 12 erhält. In Übereinstimmung mit den Daten des angezeigten Abschnittes beurteilt das Mittel zum Auswerten des Analyseergebnisses 14 einen fehlerhaften Abschnitt, der während eines Einspritzvorganges auftritt (das Ende oder auf halbem Weg eines Kunststoffflusses und falls auf dessen halben Weg die Nummer des Verfahrensschrittes, der sich zwischen allen Verfahrensschritten einer Einspritzgeschwindigkeit befindet) und gibt das Ergebnis der Beurteilung in das Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers 16 ein.
Weiterhin leitet das Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers 16 Ursachen des Fehlers ab, indem die erste intelligente Datenbasis zum Ableiten von Ursachen des Gießfehlers verwendet wird, die mit den aktuellen Daten übereinstimmen, wie z.B. mit dem eingegebenen Fehlerstatus, der Gießbetriebsbedingung (eine Auswertung, Beurteilung, etc. durch das Mittel zum Auswerten des Analyseergebnisses 14), einem Betriebszustand der Spritzgießmaschine (ein Wert eines Puffers, eine Wirkungsweise der Schnecke, etc.) und ähnliches. Wenn z.B. der Gießfehler eine nicht voll ausgepreßte Einspritzung ist, der an einem Abschnitt des gespritzten Erzeugnisses auftritt, der eine gleichmäßige Stärke aufweist und der am Ende des Kunststoffflusses auftritt, ohne dabei reduzierte Bereiche bei der Hälfte des Kunststoffflusses zu bilden und der einen Pufferwert, der von 1 mm bis LS4 (eine Wechselposition des Haltedruckes) reicht, und einen Haltedruck bis auf TRI AUS (Beendigung der Einspritzzeit) aufweist, dann wird der Gießfehler durch ein Fließvermögen des Kunststoffes abgeleitet und mit dem Faktor 3 (drei) für die Wahrscheinlichkeit (bezieht sich auf Figur 2) bewertet. Somit wird die Liste der abzuleitenden Ursachen aufgebaut, wie es in Figur 3 gezeigt ist. Da es eine Vielzahl von Ursachen für einen Fehler gibt, können normalerweise eine Vielzahl von Ursachen abgeleitet werden. Daher werden beide die erste und zweite intelligente Datenbasis zum Ableiten von Ursachen des Gießfehlers verwendet, und zum Auswerten von Maßnahmen bezüglich der abzuleitenden Ursache wird eine Liste der Maßnahmen aufgebaut, wie es in Figur 4 gezeigt ist. In diesem Fall ist eine bestimmte Maßnahme, die für einen Fehler ausgewählt wurde, nicht notwendigerweise gegenüber anderen Fehlern wirksam und kann gelegentlich den Fehlerzustand erhöhen. Aus diesem Grund sollte sowohl ein Einflußgrad der Auswirkung der Maßnahme, als auch ein Fehler, der durch Auswahl dieser Maßnahme entstehen kann, in beiden Listen beschrieben sein, in den Listen der abzuleitenden Ursachen und der vorzunehmenden Maßnahmen. Zum Beispiel stellt der numerische Wert der Tabelle 3 in Figur 4 die Auswirkungen der Maßnahmen zur Beseitigung des Gießfehlers dar. Der größere Wert bedeutet, daß man mit der besseren Auswirkung rechnen kann. Basierend auf dem Grad der Auswirkung wird der Wert "0" eingestellt, wenn keine Auswirkung erwartet wird und der Wert "-", wenn der Fehler auftreten kann.
Wie aus dem Vorhergehenden ersichtlich, wird die Maßnahme mit der höchsten Priorität ausgewählt und der Korrekturwert der Gießbetriebsbedingung wird berechnet, in dem die zweite intelligent Datenbasis zum Auswerten der Maßnahmen verwendet wird. Am Ende wird der Korrekturwert daraufhin überprüft, ob er nicht einen zulässigen Bereich überschreitet, der durch das Flußanalysemittel für geschmolzenes Material 12 und das Mittel zum Auswerten des Analyseergebnisses 14 bestimmt wird. Falls dieser den zulässigen Bereich überschreitet, wird die Maßnahme mit der zweiten Priorität ausgewählt, um die Gießbetriebsbedingung erneut zu korrigieren. Falls dieser den Bereich nicht überschreitet, wird der Korrekturwert der Gießbetriebsbedingung mit der Korrektur in die Spritzgießmaschine 10 eingegeben, um die Probeeinspritzung durchzuführen. Falls ein perfektes Erzeugnis während des Probeeinspritzvorganges gespritzt wurde, kann die Serienproduktion des Erzeugnisses sofort begonnen werden, ohne daß die Gießbetriebsbedingung geändert werden muß.
Falls in der Probeeinspritzung andererseits der Gießfehler herausgefunden wird oder ein weiterer Fehler - ungeachtet der Beseitigung des vorhergehenden Fehlers - neu herausgefunden wird, wird eine weitere Maßnahme unter Bezugnahme auf die Liste der Maßnahmen ausgewählt. Dann werden in der Liste der Maßnahmen der Figur 4 die Markierungen "X" und "0" an einem Abschnitt gesetzt, "X" bei dem, bei dem der Fehler aufgetreten ist, bzw. "0" bei einem Abschnitt, bei dem kein Fehler aufgetreten ist. Sobald andererseits der Fehler noch nicht vollständig beseitigt ist, werden die Daten zum Ableiten der Ursachen erneut in das Mittel zum Beseitigen eines Gießfehlers 16 eingegeben. Somit wird der Korrekturvorgang der oben beschriebenen Gießbetriebsbedingung wiederholt, womit realisiert wird, daß die Gießbetriebsbedingung für perfekte Produkte eingestellt wird.
Wie aus den hier vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen ersichtlich, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Probeeinspritzung unter der Anfangsgießbetriebsbedingung durchgeführt, die man durch das Flußanalysemittel für geschmolzenes Material erhält, um so die Ursachen des Fehlers des gespritzten Erzeugnisses abzuleiten und dafür geeignete Maßnahmen zu ergreifen. Als Ergebnis wird eine genaue Korrektur der Gießbetriebsbedingung durchgeführt, so daß ein Einstellen der passenden Gießbetriebsbedingung für perfekte Produkte leicht und in kurzer Zeit erreicht werden kann.
Darüber hinaus erhält man den zulässigen Bereich der Gießbetriebsbedingung aus der Analyse, die durch das Flußanalysemittel für geschmolzenes Material durchgeführt wird, während es möglich ist, die Gießbetriebsbedingung innerhalb eines geeigneten Bereiches zu korrigieren. Demzufolge ist es möglich, eine unnötige und unbrauchbare Probeeinspritzung zu vermeiden.
Zusätzlich ist es möglich, die Lage genau zu ermitteln, wo die Unzulänglichkeit während eines Einspritzprozesses auftritt, falls diese Lage in ein Einspritzfolgediagramm eingegeben wird, das man durch das Flußanalysemittel für geschmolzenes Material erhält. Als Ergebnis ist es ebenfalls möglich, die Ursachen des Gießfehlers abzuleiten und die Maßnahmen für die Ursachen mit dem höchsten Wirkungsgrad und der höchsten Genauigkeit zu bestimmen.

Claims

1. Vorrichtung zum Einstellen einer Gießbetriebsbedingung in einer Spritzgießmaschine, umfassend:

ein Mittel (12) zum Analysieren eines Flusses von geschmolzenem Material innerhalb einer Modellgußform, wobei das Analysemittel (12) eine Abkühlung des Kunststoffflusses und eine Strukturfestigkeit eines gespritzten Erzeugnisses abschätzt, die von dem Fluß innerhalb der Modellgußform resultiert;

ein Datenbasismittel zum Ableiten von Ursachen eines eingegebenen Gießfehlers in Übereinstimmung mit einer Relation zwischen dem Gießfehler und einer Gußform oder eines Kunststoffzustandes, und

Schnittstellenmittel (18) zum Empfangen von Daten, die Fehler in gespritzten Erzeugnissen anzeigen, die in einer Spritzgießmaschine (10) hergestellt wurden, und zum Übertragen der Daten an das Analysemittel (12), wobei das Schnittstellenmittel (18) die Anf angsgießbetriebsbedingung von dem Analysemittel (12) empfängt und die Anfangsgießbetriebsbedingung an die Spritzgießmaschine (10) überträgt;

gekennzeichnet durch:

Mittel (14) zum Auswerten von Ergebnissen, die durch die Analysemittel (12) erzeugt worden sind, wobei die Auswertemittel (14) eine in einer Spritzgießmaschine (10) einzustellende Anfangsgießbetriebsbedingung bestimmen, die auf den Ergebnissen des Analysemittels (12) basieren, wobei das Auswertemittel (14) weiterhin einen Betriebsbereich der Gießbetriebsbedingung zur Verfügung stellt, sowie Daten, die eine durchschnittliche Dicke eines vorbestimmten Teiles des gespritzten Erzeugnisses anzeigen; und

Mittel (16) zum Beseitigen eines Gießfehlers, das eine erste Datenbasis zum Ableiten von Ursachen eines eingegebenen Gießfehlers in Übereinstimmung mit einer Relation zwischen dem Gießfehler und einer Gußform oder eines Kunststoff zustandes umfaßt, und das eine zweite Datenbasis zum Berechnen eines in die Spritzgießmaschine (10) einzugebenden Korrekturwertes umfaßt, wobei der Korrekturwert auf den Ursachen des Gießfehlers basiert, die durch die erste Datenbasis abgeleitet worden sind, wobei die erste Datenbasis mit Prioritäten versehene Korrekturmaßnahmen beinhaltet, die einem Bereich von möglichen Gießfehlern entsprechen, die in das Mittel zur Fehlerbeseitigung (16) eingegeben werden müssen, und wobei die zweite intelligente Datenbasis angepaßt wird, um die Korrekturmaßnahmen in den Korrekturwert umzuwandeln; bei dem das Schnittstellenmittel (18) die empfangenen Daten an das Mittel zur Fehlerbeseitigung (16) und an das Auswertemittel (14) überträgt, wobei das Schnittstellenmittel (18) die Anfangsgießbetriebsbedingung von dem Auswertemittel (14) empfängt und die Anfangsgießbetriebsbedingung an die Spritzgießmaschine (10) überträgt; und wobei das Auswertemittel (14) die Anfangsgießbetriebsbedingung in Übereinstimmung mit dem vom Mittel zur Fehlerbeseitigung (16) empfangenen Korrekturwert zurücksetzt, und das Schnittstellenmittel (18) einen zurückgesetzten Korrekturwert von dem Auswertemittel (14) empfängt und den zurückgesetzten Korrekturwert an die Spritzgießmaschine (10) überträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem das Analysemittel (12) angepaßt ist, um ein Einspritzfolgediagramm zu generieren, das auf dem Kunststofffluß innerhalb der Modellgußform basiert, und bei dem Daten eines Fehlerpunktes in einem gespritzten Erzeugnis, die von dem Schnittstellenmittel (18) empfangen worden sind, in das Einspritzfolgediagramm eingegeben werden, um einen Fehler, der während der Einspritzung in der Spritzgießmaschine (10) auftritt, zu analysieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Auswertemittel (14) angepaßt ist, um eine Warnmeldung zu generieren, sobald der durch das Mittel zur Fehlerbeseitigung (16) generierte Korrekturwert sich außerhalb des Betriebsbereiches befindet, der durch das Auswertemittel (14) generiert wurde.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Auswertemittel (16) angepaßt ist, um den durch das Mittel zur Fehlerbeseitigung (16) generierten Korrekturwert zu ändern, sobald der durch das Mittel zur Fehlerbeseitigung (16) generierte Korrekturwert sich außerhalb des Betriebsbereiches befindet, der durch das Auswertemittel (14) generiert wurde.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der Daten, die eine Konfiguration der Modellgußform in dem Analysemittel (12) darstellen, ebenfalls durch das Mittel zur Fehlerbeseitigung (16) verwendet werden, um Ursachen eines Fehlers in einem gespritzten Erzeugnis abzuleiten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der durch das Mittel zur Fehlerbeseitigung (16) generierten Korrekturwert von dem Analysemittel (12) verwendet wird, um den Kunststofffluß innerhalb der Modellgußform erneut zu analysieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Schnittstellenmittel (18) eine Verbindungsleitung umfaßt, die eine Datenübertragung zwischen dem Mittel zur Fehlerbeseitigung (16), dem Auswertemittel (14) und der Spritzgießmaschine (10) ermöglicht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Schnittstellenmittel (18) eine Leiterplatte mit integrierten Schaltkreisen umfaßt, für das Schreiben einer durch das Auswertemittel (14) generierten Gießbetriebsbedingung, sowie für das Schreiben eines Betriebszustandes der Spritzgießmaschine (10).