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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Positionierungsverfahren für ein Bewegungs-/Druckmittel zum Bewegen
und Drücken eines bewegbaren Teils einer Spritzgießmaschine
gegen ein stationäres Teil durch Antriebssteuerung mittels
eines Servomotors.
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Aus dem Stand der Technik sind motorbetätigte
Spritzgießmaschinen bekannt, die Servomotoren zum Antreiben eines
Formklemm-Mechanismus, eines Düsenanschlag-Mechanismus usw.
benutzen.
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Die motorbetätigten Spritzgießmaschinen, welche einen
Servomotor für den Formklemm-Mechanismus benutzen, sind im
allgemeinen in zwei Kategorien eingeteilt: einen
Direkt-Hydrauliktyp, bei dem eine bewegbare Platte, die mit einer
bewegungsseitigen Form versehen ist, linear zum Formklemmen
durch Antreiben eines
Kugelmutter/Kugelrollspindel-Mechanismus mittels des Servomotors bewegt wird, und einen Typ,
bei dem das Formklemmen durch Ausschub der bewegbaren
Platte mittels eines Gelenkmechanismus bewirkt wird. In
allgemeinen kann der Gelenkmechanismus des letzteren Typs aus
einem Kipphebelmechanismus oder einem Kurbelmechanismus
gebildet sein.
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Im folgenden werden anhand der Darstellungen gemäß Fig. 4
u. Fig. 5 die jeweiligen Arbeitsweisen der
Formklemm-Mechanismen, bei denen die bewegbare Platte mittels des
Gelenkmechanismus gegen eine stationäre Platte gedrückt wird,
beschrieben. In Fig. 4, welche die Arbeitsweise eines
Gelenkmechanismus darstellt, der eine Kurbel benutzt,
bezeichnet das Bezugszeichen 1a die Kurbel, welche mittels
eines Servomotors M um ein Lagerverbindungspunkt Q1 gedreht
wird. Ein Antriebsverbindungspunkt Q2 der Kurbel 1a ist
über ein Glied 1b mit einem Wirkungsverbindungspunkt Q3 auf
der Seite einer bewegbaren Platte mp zur Benutzung als ein
bewegbares Teil verbunden. Wenn die Kurbel 1a durch Treiben
des Servomotors M in dieser Anordnung im Uhrzeigersinn in
Fig. 4 gedreht wird, bewegt sich die bewegbare Platte mp
linear in Richtung des Pfeils in Fig. 4 (d. h. in Richtung
auf die stationäre Platte), um in Berührung mit der
stationären Platte zu kommen, um dadurch eine Formklemmkraft zu
erzeugen. Daraufhin wird eine Positionierung durch
Befehlsgabe an den Servomotor M dahingehend bewirkt, daß er eine
derartige Position einnimmt, daß sich der
Antriebsverbindungspunkt Q2 auf einer Linie befindet, die den
Lagerverbindungspunkt Q1 und den Wirkungsverbindungspunkt Q3
verbindet, nachdem die Position des Lagerverbindungspunkts Q1
oder dgl. derart eingestellt ist, daß eine eingestellte
Formklemmkraft in einem Zustand (Formschließzustand)
erzeugt wird, in dem sich der Lagerverbindungspunkt Q1, der
Antriebsverbindungspunkt Q2 und der
Wirkungsverbindungspunkt Q3 im wesentlichen auf einer Geraden befinden, wie
dies durch eine gestrichelte Linie in Fig. 4 angedeutet
ist. In demjenigen Zustand, in dem die eingestellte
Formklemmkraft gewonnen wird, wobei der Lagerverbindungspunkt
Q1, der Antriebsverbindungspunkt Q2 und der
Wirkungsverbindungspunkt Q3 auf einer Geraden angeordnet sind, nehmen
als Ergebnis die Kurbel 1a und das Glied 1b eine in dem
Formschließzustand, in welchem sie zu ihrer voller Länge
gestreckt sind und sich auf einer Geraden befinden, der
Formschließkraft entgegengerichtete Reaktionskraft auf, so
daß keine Drehkraft auf die Kurbel 1a ausgeübt wird.
Demzufolge wirkt keine äußere Kraft, um den Servomotor zu
drehen.
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Fig. 5 zeigt eine Darstellung zur Verdeutlichung der
Arbeitsweise eines Formklemm-Mechanismus, der einen
Gelenkmechanismus vom (Doppel-)Kniehebeltyp benutzt. Das
Arbeitsprinzip dieses Mechanismus ähnelt demjenigen des
Mechanismus, der den Kurbelmechanismus gemäß Fig. 4 benutzt.
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Im einzelnen bewegt sich, wenn eine Kugelrollspindel bs
mittels eines Servomotors M angetrieben wird, ein
Kipphebelkopf th, der einstückig mit einer Mutter ausgebildet
ist, welche über Gewinde in Eingriff mit der
Kugelrollspindel bs steht, linear. Wenn dies geschieht, bewegt sich die
bewegbare Platte in Richtung auf die stationäre Platte in
einer Weise, daß Glieder 1a u. 1b und Glieder 1c u. 1d
graduell ihre jeweiligen Stellungen aus den abgewinkelten
Positionen, die durch ausgezogene Linien in Fig. 5 gezeigt
sind, zu gestreckten Positionen hin verändern, die durch
gestrichelte Linien angedeutet sind. Daraufhin wird dem
Servomotor der Befehl erteilt, eine Position für eine
eingestellte Formklemmkraft (eine Position dergestalt, daß
sich ein Lagerverbindungspunkt Q1, ein
Antriebsverbindungspunkt Q2 und ein Wirkungsverbindungspunkt Q3 auf einer
Geraden befinden) einzunehmen, nachdem die Position des
Lagerverbindungspunkts Q1 oder dgl. eingestellt ist, so daß
die eingestellte Formklemmkraft in einem derartigen Zustand
(Formschließzustand) erzeugt wird, daß sich der
Lagerverbindungspunkt Q1, der Antriebsverbindungspunkt Q2 und der
Wirkungsverbindungspunkt Q3 im wesentlichen auf einer
Geraden befinden, wie dies durch jede von gestrichelten
Linien in Fig. 5 angedeutet ist. In demjenigen Zustand, in
dem die eingestellte Formklemmkraft auf diese Weise
gewonnen wird, nehmen wie in dem Fall gemäß Fig. 4 die Glieder
1a u. 1b und die Glieder 1c u. 1d in dem
Formschließzustand, in dem die Glieder jedes Satzes von Gliedern zu
ihrer vollen Länge gestreckt sind und sich auf einer Geraden
befinden, eine der Formklemmkraft entgegenwirkende
Reaktionskraft auf, so daß keine Drehkraft auf das Glied 1a
ausgeübt wird. Demzufolge wirkt keine äußere Kraft, um den
Servomotor zu drehen. Obgleich der Kniehebel, der in Fig. 5
gezeigt ist, vom Doppel-Kniehebeltyp ist, beruht ein
Kniehebel vom Einfach-Kniehebeltyp auf demselben Prinzip, so
daß dessen Beschreibung an dieser Stelle fortgelassen ist.
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Obwohl das Arbeitsprinzip nach dem Stand der Technik für
denjenigen Fall beschrieben worden ist, in dem der
Formklemm-Mechanismus mittels des Gelenkmechanisms angetrieben
wird, der eine Kurbel oder einen Kniehebel benutzt, wird
dieser Gelenkmechanisms auch in einem
Düsenberührungsmechanismus benutzt. Im einzelnen wird der Gelenkmechanismus,
welcher die Kurbel oder den Kniehebel benutzt, zum Bewegen
einer Einspritzvorrichtung als ein bewegbares Teil in
Richtung auf eine stationäre Form und zum Drücken einer Düse
der Einspritzvorrichtung gegen die stationäre Platte
benutzt, um eine vorbestimmte Berührungskraft zu erzeugen und
aufrechtzuerhalten. Dieses Arbeitsprinzip des
Düsenberührungsmechanismus entspricht demjenigen einer Anordnung, in
der die bewegbare Platte mp gemäß Fig. 4 durch die
Einspritzvorrichtung (welche während des
Düsenberührungsvorgangs in Richtung auf die stationäre Form bewegt wird) im
Falle des Düsenberührungsmechanismus, der den
Kurbelmechanismus benutzt, ersetzt ist, und demjenigen einer
Anordnung, in der die bewegbare Platte mp gemäß Fig. 5 durch die
Einspritzvorrichtung im Falle des
Düsenberührungsmechanismus, der den Kipphebelmechanismus benutzt, ersetzt ist. Da
diese Anordnungen auf demselben Prinzip wie dem für
diejenigen, die anhand von Fig. 4 u. Fig. 5 einzeln beschrieben
sind, ist an dieser Stelle eine nähere Beschreibung dieser
Anordnungen fortgelassen.
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Beim Durchführen der Formklemm- oder der
Düsenberührungsbetätigung mittels des Gelenkmechanismus, der die Kurbel oder
den Kniehbel benutzt, wie sie zuvor beschrieben ist, wird
eine angewiesene Position für den Servomotor derart
angenommen, daß sich das eine Glied (oder die Kurbel) und das
andere in dem Formschließzustand befinden, in welchem sie
in wesentlichen zu ihrer vollen Länge gestreckt sind. Wenn
das Erteilen des Positionsbefehls an den Servomotor
beendet ist, wird der Gelenkmechanisms durch Positioniertwerden
auf diese Weise in die Formschließstellung gebracht, so daß
die Kraft von dem Formklemm-Mechanismus, welche um die
Achse des Servomotors wirkt, völlig beseitigt werden kann.
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Folglich wirkt keine Last auf den Servomotor, so daß nur
ein sehr kleiner Treiberstrom benötigt wird, um den
Servomotor in seiner Drehposition zu halten. Demzufolge kann ein
vorbestimmter Formklemmzustand oder Düsenberührungszustand
unter Zuführen eines geringen Stroms aufrechterhalten
werden.
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Gemäß der motorbetätigten Spritzgießmaschine, die zuvor
beschrieben ist, treten indessen infolge von
Langzeitveränderungen, wie Änderungen der Abmessungen verschiedener Teile
der Mechanismen oder Änderungen des Reibungskoeffizienten,
welche einem Passungsabrieb zuzuschreiben sind,
Verminderung der relativen Abmessungsgenauigkeit, die lokalen
Temperaturänderungen zuzuschreiben ist, usw. verschiedenartige
Probleme bei der Positionierungssteuerung für den
Servomotor auf.
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Im Falle eines Passungsabriebs an einem Teil eines
Antriebsübertragungsabschnitts des Formklemm-Mechanismus, der
den Kipphebelmechanisms oder die Kurbel für das Formklemmen
benutzt, kann z. B. der Zustand eintreten, daß der
Kipphebelmechanisms oder die Kurbel gelegentlich eine
vorbestimmte Position (die Position für den Formschließzustand) nicht
erreicht oder sich möglicherweise über die vorbestimmte
Position hinaus bewegt, und zwar selbst dann, wenn der
Servomotor derart gesteuert wird, daß er zum Einnehmen einer
voreingestellten Soll-Position getrieben wird. In einem
solchen Fall kann die vorbestimmte Formklemmkraft oder
Düsenberührungskraft nicht gewonnen oder aufrechterhalten
werden, so daß der Formklemm-Mechanisnus oder der
Düsenberührungsmechanismus einen genauen Formschließzustand nicht
herstellen und aufrechterhalten kann. Demzufolge wirkt in
diesem Zustand eine Reaktionskraft aus dem
Formklemm-Mechanismus oder eine Reaktionskraft auf der Grundlage der
Düsenberührungskraft um die Achse des Servomotors, so daß
während der Formklemmperiode oder der
Düsenberührungsperiode fortlaufend ein Treiberstrom entsprechend der
Reaktionskraft
zugeführt werden muß, um den Servomotor derart zu
steuern, daß seine gegenwärtige Position aufrechterhalten
wird. In einigen Fällen kann sich daher der Servomotor
überhitzen.
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Eine motorbetätigte Spritzgießmaschine, auf welche die
kennzeichnenden Merkmale des vorliegenden Anspruchs 1
angewendet werden können, ist in DE-A-3 631 164 offenbart.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
Positionierungskorrekturverfahren für eine motorbetätigte
Spritzgießmaschine zu schaffen, das in der Lage ist, die
Nachteile beim Stand der Technik zu verringern oder zu
beseitigen und den Antrieb verschiedenartiger Teile der
Mechanismen der motorbetätigten Spritzgießmaschine genau zu
steuern, um dadurch die Wirkungen der nachteiligen
mechanischen Einflüsse, wie verschiedenartige langfristige
Veränderungen und Abmessungsänderungen, zu überwinden oder zu
verringern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein
Positionierungskorrekturverfahren für eine motorbetriebene
Spritzgießmaschine vorgesehen, die derart konstruiert ist, daß ein
bewegbares Teil durch Antriebssteuerung eines Servomotors
über einen Gelenkmechanismus entweder von der Art eines
Kurbelmechanismus oder von der Art eines
Kniehebelmechanismus so in Richtung auf ein stationäres Teil bewegt wird,
daß es mit diesem in Berührung gebracht wird und daß ein
Lagerverbindungspunkt, ein Antriebsverbindungspunkt und ein
Wirkungsverbindungspunkt des Gelenkmechanismus auf einer
Geraden zum Positionieren in einer Weise anzuordnen sind,
daß eine vorbestimmte Druckkraft durch den
Gelenkmechanismus auf das stationäre Teil einwirkt, gekennzeichnet durch
Schritte zum Erfassen einer Last, die auf den Servomotor
einwirkt, wenn die Bewegung des Servomotors zu einer
angewiesenen Position beendet ist, wobei die Position eine
solche ist, in welcher der Lagerverbindungspunkt, der
Antriebsverbindungspunkt und der Wirkungsverbindungspunkt des
Kurbel- oder Kniehebelgelenkmechanismus auf einer Geraden
angeordnet sein sollen, und Modifizieren eines
Positionsbefehls für die Bewegung des Servomotors zu der angewiesenen
Position für den nächsten Zyklus auf der Grundlage der
Beziehung zwischen dem Wert der erfaßten Last, die einen
endlichen Wert haben wird, wenn die Gerade nicht erreicht
wurde, und dem Wert einer voreingestellten Referenzlast, so
daß das bewegbare Teil fortfährt, die vorbestimmte
Druckkraft auf das stationäre Teil in dem nächsten Zyklus unter
einem stablieren mechanischen Zustand als demjenigen in dem
vorhergehenden Zyklus, falls darin die Gerade nicht
erreicht wurde, auszuüben.
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Das bewegbare Teil kann eine bewegbare Platte sein, die mit
einem bewegbaren Formteil oder eine Einspritzvorrichtung
versehen ist, und es kann eine eingestellte Formklemmkraft
oder eine Düsenberührungskraft erzeugt werden, wenn der
Lagerverbindungspunkt, der Antriebsverbindungspunkt und der
Wirkungsverbindungspunkt des Gelenkmechanismus idealerweise
auf einer Geraden angeordnet sind.
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Ferner wird vorzugsweise die angewiesene Position für den
nächsten Zyklus durch Addieren des Produkts aus dem Wert
der Last, die auf den Servomotor einwirkt, und eines
voreingestellten Koeffizienten zu dem Wert für die angewiesene
Position für den vorhergehenden Zyklus gewonnen, falls der
absolute Wert der Last, die auf den Servomotor einwirkt,
dann wenn die Bewegung des Servomotors zu der angewiesenen
Position beendet ist, größer als der Wert der
voreingestellten Referenzlast ist. Alternativ dazu wird die
angewiesene Position für den nächsten Zyklus durch Addieren
oder Subtrahieren eines voreingestellten festen Werts zu
oder von dem Wert für die angewiesene Position für den
vorhergehenden Zyklus gewonnen.
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Ferner ist vorzugsweise der Wert der auf den Servomotor
einwirkenden Last als der Mittelwert der jeweiligen Werte
der Lasten anzunehmen, die bei einer Vielzahl von
Zeitpunkten in demselben Zyklus abgetastet sind.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie zuvor beschrieben
ist, wird die auf den Servomotor einwirkende Last erfaßt,
wenn das bewegbare Teil durch den Versuch, die Kurbel oder
den Kniehebel unter Benutzung des Servomotors als eine
Antriebsquelle in Formschließstellung zu bringen, gegen das
stationäre Teil gedrückt wird, und der Wert des
Positionsbefehls für den Servomotor wird selbsttätig korrigiert, so
daß die erfaßte Last innerhalb eines eingestellten Bereichs
liegen wird. Demzufolge kann die Kurbel oder der Kniehebel
selbst in dem Fall, in dem Langzeitänderungen auftreten,
wie Änderungen in den Abmessungen der verschiedenartigen
Teile des Mechanismus oder Änderungen des
Reibungskoeffizienten, die einem Passungsabrieb, einer Verminderung der
relativen Abmessungsgenauigkeit infolge lokaler
Temperaturänderungen usw. zuzuschreiben sein, genau oder genauer
bis zu einem mechanisch stabilen Punkt bewegt werden, so
daß die Formschließstellung derart in einem idealen Zustand
gehalten werden kann, daß keine oder nur eine verringerte
äußere Kraft auf den Servomotor einwirkt. Demzufolge können
während der Formschließperiode ein
Servomotor-Stromversorgungsverlust und eine Überhitzung des Servomotors
verringert oder verhindert werden, und es kann die Schwierigkeit
des Vorsehens einer mechanischen Verriegelungsvorrichtung
zum Aufrechterhalten der Formschließstellung beseitigt
werden.
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Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, das den wesentlichen Teil
einer motorbetätigten Spritzgießmaschine vom
Kurbeltyp gemäß einem Ausführungsbeispiel zum
Durchführen eines Verfahrens nach der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm, das eine Übersicht über eine
Positionierungs-Korrekturverarbeitung darstellt, die
in einer Prozeßverarbeitung für jede vorbestimmte
Periode mittels einer PMCCPU, die für die
Spritzgießmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel
vorgesehen ist, ausgeführt wird.
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Fig. 3 zeigt Darstellungen, die Zustände eines
Kurbel-Mechanismus in der Spritzgießmaschine gemäß dem
Ausführungsbeispiel verdeutlichen, wobei Fig. 3(a)
einen Formöffnungs-Beendigungszustand zeigt, Fig. 3(b)
einen idealen Formschließzustand zeigt, Fig. 3(c)
einen Zustand zeigt, in dem eine Kurbel nicht
vollständig ausgeschwenkt ist, und Fig. 3(d) einen
Zustand zeigt, in dem die Kurbel über den
Formschließzustand hinaus geschwenkt ist.
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Fig. 4 zeigt eine Darstellung des Arbeitsprinzips zur
Verdeutlichung eines Vorgangs, bei dem eine bewegbare
Platte durch einen mittels eines Servomotors
angetriebenen Gelenkmechanismus, der eine Kurbel
benutzt, in Richtung einer Geraden bewegt wird.
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Fig. 5 zeigt eine Darstellung des Arbeitsprinzips zur
Verdeutlichung eines Vorgangs, bei dem eine bewegbare
Platte durch einen mittels eines Servomotors
angetriebenen Gelenkmechanismus, der einen Kniehebel
benutzt, in Richtung einer Geraden bewegt wird.
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Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, das den
wesentlichen Teil einer motorbetätigten Spritzgießmaschine gemäß
einem Ausführungsbeispiel zum Durchführen eines Verfahrens
nach der vorliegenden Erfindung darstellt. In dieser
Darstellung sind nur die umgebenden Elemente eines Formklemm-
Mechanismus in der Spritzgießmaschine vom Kurbeltyp
gezeigt. Gemäß Fig. 1 sind zwischen einer hinteren Platte 1
und einer vorderen Platte Verbindungsstangen 5 gespannt,
und auf den Verbindungsstangen 5 ist eine bewegbare Platte
6 verschiebar montiert. Ferner ist eine Kurbel 2 eines
Kurbelmechanismus 4, der den Formklemm-Mechanismus bildet,
drehbar auf der hinteren Platte 1 montiert. Auf einem
gekröpften Teil der Kurbel 2 ist ein Ende eines
Verbindungsglieds 3 schwenkbar montiert, während das andere Ende des
Verbindungsglieds 3 schwenkbar auf der entgegengesetzten
Seite (der Seite, die weiter von den Formteilen entfernt
ist) der bewegbaren Platte 6 montiert ist. Die Kurbel 2
wird mittels eines Servomotors 7 zum Formklemmen gedreht.
Dieser Servomotor 7 ist mit einem Impulscodierer zum
Erfassen der Drehposition und der Drehgeschwindigkeit versehen.
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Andererseits wird die motorbetätigte Spritzgießmaschine
mittels einer numerischen Steuereinrichtung 100 gesteuert.
Die numerische Steuereinrichtung 100 umfaßt einen
Mikroprozessor (im folgenden als NCCPU bezeichnet) 108 für die
numerische Steuerung (NC) und einen Mikroprozessor (im
folgenden als PMCCPU bezeichnet) 110 für eine programmierbare
Maschinensteuereinrichtung. Die PMCCPU 110 ist mit einem
ROM 113, der mit Ablauffolgenprogrammen zum Steuern des
Ablauffolgenbetriebs der Spritzgießmaschine und dgl. geladen
ist, einem RAM 106, der zum vorübergehenden Speichern von
Daten und dgl. benutzt wird, und einem RAM 116, der mit
einer im folgenden zu erläuternden Drehmomentbefehlsspannung
geladen ist, verbunden. Die NCCPU 108 ist mit einem ROM
111, der mit Management-Programmen zur allgemeinen
Steuerung Spritzgießmaschine und dgl. geladen ist, einem RAM
102, der für das vorübergehende Speichern von Daten und
dgl. benutzt wird, und einer Servo-Schnittstelle 107
verbunden.
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Die betreffenden Busleitungen der NCCPU 108 und der PMCCPU
110 sind zusammen mit der Busleitung eines gemeinsamen RAM
103 und den betreffenden Busleitungen einer
Eingangsschaltung 104 und einer Ausgangsschaltung 105 mit einer
Busleitungszuteilungs-Steuereinrichtung (im folgenden als BAC
bezeichnet) 109 verbunden. Die benutzten Busleitungen
werden
mittels der BAC 109 gesteuert. Der gemeinsame RAM 103,
welcher ein nichtflüchtiger RAM ist, der aus einem
Blasenspeicher oder einem CMOS-Speicher gebildet ist, enthält
einen Speicherabschnitt zum Speichern von NC-Programmen für
die Steuerung einzelner Operationen der Spritzgießmaschine
und dgl., einen Einstellungs-Speicherabschnitt zum
Speichern verschiedenartiger Einstellwerte, von Parametern und
Makro-Variablen, die Spritzgießbedingungen und dgl.
zugeordnet sind, usw..
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Die Servo-Schnittstelle 107 ist mit Servoschaltungen 101
verbunden, die benutzt werden, um Servomotoren für die
einzelnen Achsen zum Einspritzen, zum Formklemmen, für die
Schneckendrehung, die Einspritzerbetätigung usw. zu
steuern. Das in Fig. 1 gezeigte Servosystem enthält nur den
Formklemm-Servomotor 7 und die die Servoschaltung 101
dafür. An den Eingang der Servoschaltung 101 wird ein
Ausgangssignal des Impulscodierers 8 gelegt.
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Ferner ist eine Hand-Dateneingabeeinrichtung 114 mit einem
Katodenstrahlröhren- (CRT-)Anzeigebildschirm (im folgenden
als CRT/MDI bezeichnet) als eine Anzeigeeinheit über eine
Bedienerschalttafel-Steuereinrichtung 112 mit der BAC 109
verunden. Auf dem CRT-Anzeigebildschirm der CRT/MDI 114
können verschiedenartige Einstellbilder und Betriebsmenüs
angezeigt werden. Darüber hinaus können verschiedenartige
Einstelldaten und Einstellbilder durch Betätigen
verschiedenartiger Bedienungstasten (programmierbare
Funktionstasten, Zehnerblocktasten usw.) eingegeben bzw. ausgewählt
werden.
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In der zuvor beschriebenen Anordnung ist die numerische
Steuereinrichtung 100 derart beschaffen, daß die NCCPU 108
Impulse über die Schnittstelle 107 auf die Servoschaltungen
für die einzelnen Achsen der Spritzgießmaschine verteilt,
um dadurch die Spritzgießmaschine zu steuern, wenn die
PMCCPU 110 einen Ablauffolgen-Steuervorgang in
Übereinstimmung
mit den NC-Programmen, die in dem gemeinsamen RAM
103 gespeichert sind, den Parametern für die
verschiedenartigen Gießbedingungen, welche in dem
Einstell-Speicherabschnitt des gemeinsamen RAM 103 gespeichert sind, und den
Ablauffolgen-Programmen, die in dem ROM 113 gespeichert
sind, durchführt.
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Die Servoschaltung 101 subtrahiert Impulse, die aus dem
Impulscodierer 8 zugeführt werden, von den verteilten
Impulsen, die über die Servo-Schnittstelle 107 empfangen
werden, und veranlaßt ein Abweichungsregister, eine
Abweichungsgröße für die gegenwärtige Position, die mit einer
Soll-Position verglichen ist, auszugeben. Dann wird das
Ausgangssignal des Abweichungsregister D/A-gewandelt und
als ein Geschwindigkeitsbefehl geliefert. Dieser
Geschwindigkeitsbefehl wird mit einem Signal für die gegegenwärtige
Geschwindigkeit verglichen, das durch eine
Frequenz/Spannungs- (F/V-)Wandlung des Ausgangssignals des
Impulscodierers 8 gewonnen ist, und es wird ein Strombefehl, d. h. ein
Drehmomentbefehl, für den Formklemm-Servomotor 7
ausgegeben. Außerdem wird der Strom, welcher gegenwärtig durch den
Formklemm-Servomotor 7 fließt, mit dem Strombefehl
verglichen, der von einer Geschwindigkeits-Regelungseinrichtung
geliefert wird, und der Strom für den Servomotor 7 wird
geregelt, um das Ausgangsdrehmoment in Übereinstimmung mit
dem Vergleichsergebnis zu regeln.
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Ferner wird eine Drehmoment-Befehlsspannung, die in der
Servoschaltung 101 erfaßt ist, als ein Antriebsdrehmoment
für den Formklemm-Servomotor 7 mit jeder vorbestimmten
Periode über einen A/D-Wandler 115 in den RAM 116 geladen.
Die PMCCPU 110 erfaßt die Daten, welche in diesen RAM
eingeschrieben sind. Da die Operationen für die Positions-,
Geschwindigkeits- und Stromregelungsverarbeitung, welche
der Servomotorregelung zugeordnet sind, allgemein bekannt
sind, ist an dieser Stelle eine ins einzelne gehende
Beschreibung derselben fortgelassen.
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schreibung derselben fortgelassen.
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Fig. 3 zeigt Darstellungen zur Verdeutlichung der
betreffenden Verhaltensweisen der Kurbel 2 und des
Verbindungsglieds 3, die in Fig. 1 gezeigt sind, während des
Formklemm-Vorgangs. Während die Richtung der Drehungsachse der
Kurbel 2 in Fig. 1 vertikal ist, ist sie zu der
Zeichnungsebene der Fig. 3 senkrecht. In Fig. 3 bezeichnet das
Bezugszeichen Q1 ein Lagerverbindungspunkt als die
Drehungsachse der Kurbel, und das eine und das andere Ende des
Verbindungsglieds 3 sind mit einem Antriebsverbindungspunkt Q2
bzw. mit einem Arbeitsgelenk verbunden. Die gestrichelte
Linie in Fig. 3(a) ist eine Gerade, die unter Verlauf durch
den Lagerverbindungspunkt Q1 einen Übertragungsweg des
Lagerverbindungspunkts Q1 repräsentiert.
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Fig. 3(a) zeigt eine Darstellung, die einen Zustand des
Kurbelmechanismus 4 angibt, der sich bei Beendigung einer
Formöffnung einstellt, während Fig. 3(b) eine Darstellung
zeigt, die einen Zustand angibt, in dem sich der
Kurbelmechanismus in einer normalen Formschließstellung befindet.
In diesem Formschließzustand liegen der
Lagerverbindungspunkt Q1, der Antriebsverbindungspunkt Q2 und der
Wirkungsverbindungspunkt Q3 derart auf einer Geraden, daß das
Verbindungsglied 3 zu seiner vollen Länge gestreckt (oder
gespannt) ist, so daß eine Reaktionskraft, die durch das
Formklemmen erzeugt wird, nicht als ein Moment zur Drehung
um den Lagerverbindungspunkt Q1 wirkt. Demgemäß wird keine
äußere Belastung auf den Formklemm-Servomotor 7 ausgeübt.
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Auf den Empfang eines Positionsbefehls PM für eine Bewegung
hin, die einem Drehwinkel θ der Kurbel 2 entspricht, dreht
der Formklemm-Servomotor 7 die Kurbel 2, um die
Arbeitsposition jedes Teils des Kurbelmechanismus 4 aus dem
Formöffnungs-Beendigungszustand, der in Fig. 3(a) gezeigt ist,
in den Formschließzustand, der in Fig. 3(b) gezeigt ist, zu
bewegen. Der Drehwinkel θ der Kurbel 2 wird entsprechend
der Formöffnungsdistanz, die von der Formkonfiguration
abhängt, verschieden eingestellt. Außerdem ändert sich die
Position der hinteren Platte 1 selbst und daher die
Position des Drehpunkts Q1 der Drehung der Kurbel 2 abhängig
von der Formdicke.
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Wenn sich der Kurbelmechanismus 4 in dem idealen
Formschließzustand befindet, wie er in Fig. 3(b) gezeigt ist,
wirkt, wenn die Drehung der Kurbel 2, die auf dem
Positionsbefehl PM beruht, beendet ist, eine Reaktionskraft, die
einer Formklemmkraft entgegengerichtet ist, welche durch
den Formschließzustand des Kurbelmechanismus 4 und die
Dehnung der Verbindungsstangen 5 erzeugt wird, in Richtung der
gestrichelten Linie gemäß Fig. 3(a) auf die Kurbel 2.
Nachdem der Formschließzustand hergestellt ist, wirkt daher
keine äußere Kraft wirkt auf den Formklemm-Servomotor 7.
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Falls ein Geschwindigkeits-Reduktionsmechanismus zwischen
dem Formklemm-Servomotor 7 und der Kurbel 2 einen
Passungsabrieb oder dgl. erlitten hat, der Langzeitveränderungen
zuzuschreiben ist, wird dies indessen einen Totgang oder
dgl. in dem Geschwindigkeits-Reduktionsmechanismus
verursachen, so daß die Drehung der Kurbel 2 unzureichend sein
wird. In einigen Fällen kann es daher passieren, daß der
Kurbelmechanismus 4 eine ideale Formschließposition nicht
erreicht, wie dies in Fig. 3(c) gezeigt ist, und zwar
selbst dann nicht, wenn der Formklemm-Servomotor 7 selbst
entsprechend dem Positionsbefehl PM in eine Soll-Position
gedreht ist. In anderen Fällen kann sich indessen der
Kurbelmechanismus 4 möglicherweise über die ideale
Formschließposition hinaus bewegen, wie dies in Fig. 3(d)
gezeigt ist, und zwar abhängig von verschiedenartigen
weiteren Zustandsänderungen und trotz des normalen Betriebs des
Formklemm-Servomotors 7 in Reaktion auf den Positionsbefehl
PM.
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Selbst wenn der vollständige Formschließzustand nicht
hergestellt ist, wie dies in Fig. 3(c) u. Fig. 3(d) gezeigt
ist, stehen indessen ein Formteil der bewegbaren Platte 6
und ein Formteil einer stationären Platte in Berührung
miteinander, um die Formklemmkraft zu erzeugen, so daß das
Drehmoment, welches durch die Formklemmkraft erzeugt wird,
im Uhrzeigersinn um den Lagerverbindungspunkt Q1 durch das
Glied 3 in dem Zustand gemäß Fig. 3(c) und entgegen dem
Uhrzeigersinn in dem Zustand gemäß Fig. 3(d) wirkt.
Dementsprechend wird der Formklemm-Servomotor 7 gezwungen, eine
eingestellte Formklemmposition unter Leistung eines
Widerstands gegen die Drehkraft derselben aufrechtzuerhalten.
Das bedeutet, daß falls die Position des Servomotors 7
infolge der gegen die Formklemmkraft gerichteten
Reaktionskraft abgewichen ist, wodurch eine positionsmäßige
Abweichung erzeugt wird, der Servomotor 7 derart mit einem
elektrischen Strom zu versorgen ist, daß die positionsmäßige
Abweichung auf Null verringert wird. Wie zuvor beschrieben,
ist die Drehkraft, welche auf den Servomotor 7 einwirkt,
auf den durch die der Formklemmkraft entgegengesetzte
Reaktionskraft eine Kraft ausgeübt wird, dann wenn sich in dem
idealen Formschließzustand, wie er in Fig. 3(b) gezeigt
ist, der Lagerverbindungspunkt Q1, der
Antriebsverbindungspunkt Q2 und der Wirkungsverbindungspunkt Q3 auf einer
Geraden befinden, im wesentlichen Null. Wenn der
Formschließzustand nicht vollständig erreicht ist, d. h. wenn sich der
Lagerverbindungspunkt Q1, der Antriebsverbindungspunkt Q2
und der Wirkungsverbindungspunkt nicht auf einer Geraden
befinden, wie dies in Fig. 3(c) u. Fig. 3(d) gezeigt ist,
steigt indessen die Kraft, welche auf den Servomotor 7 ein
wirkt, im Verhältnis zu der Abweichung von der Geraden an,
so daß sich der Drehmomentbefehl und der Treiberstrom für
den Servomotor 7 entsprechend erhöhen.
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Im folgenden wird anhand des Flußdiagramms gemäß Fig. 2
eine Übersicht über eine
Positionierungskorrekturverarbeitung beschrieben, die bei einer Prozeßverarbeitung mittels
der PMCCPU 110 für jede vorbestimmte Periode ausgeführt
wird. Die Periode dieser
Positionierungskorrekturverarbeitung ist so eingestellt, daß sie ausreichend kürzer als die
Zeit ist, während welcher der Formklemm-Mechanismus den
Formschließzustand aufrechterhält, und diese Verarbeitung
wird mehrmals während eines Formschließzyklus wiederholt.
In dem Flußdiagramm gemäß Fig. 2 sind die
Verarbeitungsvorgänge der Schritte S2 bis S9 solche zum Erfassen des
Mittelwerts von Lasten, die während der Formschließperiode auf
den Formklemm-Servomotor 7 einwirken, während die
Verarbeitungsvorgänge der Schritte S11 bis S14 solche zum
Modifizieren des Werts des Positionsbefehls für das Formklemmen
sind.
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Vor dem Ausführen dieser
Positionierungskorrekturverarbeitung werden vorab eine Abtast-Ausführungsfrequenz N und
eine Referenz-Last V0 mittels der CRT/MDI 114 eingestellt und
gespeichert.
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Nach dem Starten der Positionierungskorrekturverarbeitung
entscheidet die PMCCPU 110 als erstes, ob ein
Kennzeichnungsbit, das bezeichnend für den Formschließzustand des
Kurbelmechanismus als ein Objekt ist, d. h. ein
Formschließperioden-Kennzeichnungsbit F1, in dem gemeinsamen
RAM 103 mittels der NCCPU 108 gesetzt oder nicht gesetzt
ist, und außerdem, ob ein
Abtastungsbeendigungs-Kennzeichnungsbit Fs gesetzt oder nicht gesetzt ist, um dadurch
zwischen einem Zustand, in dem sich der
Formklemm-Mechanismus gegenwärtig in der Formschließstellung befindet, und
einem Zustand, in dem die Abtastung nicht beendet ist, zu
unterscheiden (Schritt S1). Falls das Formschließperioden-
Kennzeichnungsbit F1 nicht gesetzt ist oder falls das
Abtastungsbeendigungs-Kennzeichnungsbit Fs gesetzt ist, wird
der zuvor beschriebene Zustand nicht festgestellt, so daß
das Ergebnis der Entscheidung in Schritt S1 negativ (N)
sein wird, und demzufolge setzt die PMCCPU 110 den Ablauf
mit einer Unterscheidungsverarbeitung gemäß einem Schritt
S10 ohne die Verarbeitungsvorgänge gemäß Schritten S2 bis
S9 fort. Die Verarbeitungsvorgänge gemäß den Schritten S2
bis S9 werden hingegen während der Periode des zuvor
genannten Zustands ausgeführt, in welchem sich der Formklemm-
Mechanismus in dem Formschließzustand befindet (F1 = 1),
und das Abtasten für die Lasterfassung während des
Formschließzustands ist nicht beendet (Fs = 0), da das Ergebnis
der Entscheidung in Schritt S1 positiv wird (J).
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Wenn das Ergebnis der Entscheidung in Schritt S1 negativ
ist, setzt die PMCCPU 110 den Ablauf zu Schritt S10 fort,
woraufhin sie ferner entscheidet, ob das
Formschließperioden-Kennzeichnungsbit F1 gesetzt oder nicht gesetzt ist und
ob das Abtastungsbeendigungs-Kennzeichnungsbit Fs gesetzt
oder nicht gesetzt ist. Falls das
Formschließperioden-Kennzeichnungsbit F1 rückgesetzt ist (F1 = 0) und falls die
Abtastung des betrachteten Gießzyklus nicht beendet ist, wird
das Ergebnis der Entscheidung in S10 negativ (N) sein.
Daraufhin beendet die PMCCPU 110 die Verarbeitung für die
gegenwärtige Periode ohne Ausführung der
Verarbeitungsvorgänge gemäß Schritten S11 bis S14. Die
Verarbeitungsvorgänge der Schritts S11 bis S14 werden nur während einer
Anfangsverarbeitungsperiode beim Start der Formöffnung
ausgeführt, wie dies im folgenden erläutert wird.
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In der Zwischenzeit verteilt die NCCPU 108, wenn ein
Formklemm-Startbefehl in Übereinstimmung mit den
Ablauffolgenprogrammen der PMCCPU 110 ausgegeben wird, falls sich der
Kurbelmechanismus 4 in der Formöffnungsbeendigungsstellung
befindet, wie dies in Fig. 3(a) gezeigt ist, in Form von
Impulsen den Parameter PM für das Formklemmen, der in dem
gemeinsamen RAM 103 gesetzt ist, d. h. den Positionsbefehl
PM für die Bewegung, welche dem Drehwinkel θ der Kurbel 2
entspricht, um dadurch das Treiben des
Formklemm-Servomotors 7 mittels der Servo-Schnittstelle 107 und der
Servoschaltung 101 zu starten, um den Kurbelmechanismus 4 in den
Formschließzustand zu versetzen. Normalerweise ist, wenn
die Position des Formklemm-Servomotor 7 in einen
Zielpositionsbereich
kommt, so daß der Formschließzustand, nachdem
die Impulsverteilung beendet ist, hergestellt ist, die
positionsmäßige Abweichung, die dem Formklemm-Servomotor 7
zugeordnet ist, auf Null oder einen sehr kleinen Wert, der
angenähert gleich Null ist, verringert. Ferner erfaßt die
NCCPU 108, daß die Position des Formklemm-Servomotors 7 in
den Zielpositionsbereich eingetreten ist, und setzt das
Formschließperioden-Kennzeichnungsbit F1 des gemeinsamen
RAM 103.
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Daraufhin entscheidet die PMCCPU 110, wenn sie in dem
Unterscheidungsverarbeitungsvorgang des Schritts S1 erfaßt,
daß das Formschließperioden-Kennzeichnungsbit F1 gesetzt
ist und daß das Abtastungsbeendigungs-Kennzeichnungsbit Fs
nicht gesetzt ist (dieses Kennzeichnungsbit Fs ist beim
Start nicht gesetzt, ob ein Abtaststart-Kennzeichungsbit Fi
gesetzt oder nicht gesetzt ist (Schritt S2). Da dieses
Kennzeichnungsbit in der gegenwärtigen Ablaufstufe oder in
der Anfangsperiode des Formschließzustands nicht gesetzt
ist (Fi = 0), führt die PMCCPU 110 einen ersten
Abtastzyklus zum Erfassen des Mittelwerts von Lasten aus, die
während der gegenwärtigen Formschließperiode auf den
Formklemm-Servomotor 7 einwirken. Im einzelnen liest die PMCCPU
110 einen neuesten gegenwärtigen Wert Vn des
Antriebsdrehmoments des Formklemm-Servomotors 7 aus dem RAM 116 aus,
speichert ihn in einem Mittelwert-Speicherregister RA
(Schritt S5), setzt einen Wert (N - 1), der durch
Subtrahieren des Werts 1 von der zuvor eingestellten
Abtast-Ausführungsfrequenz N in einem Abtastzähler C zu gewinnen ist,
und setzt ferner das Abtaststart-Kennzeichungsbit Fi
(Schritt S6).
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Darauf folgend entscheidet die PMCCPU 110, ob der Wert in
dem Abtastzähler C 0 oder nicht 0 ist, d. h. ob die
Abtastzyklen, welche der zuvor eingestellten Frequenz N
entsprechen, beendet oder nicht beendet sind (Schritt S7). Da die
gegenwärtige Ablaufstufe einer ersten Periode der
Verarbeitung
entspricht, in welcher der Wert in dem Zähler nicht
0 ist (C ≠ 0), setzt die PMCCPU 110 den Ablauf zu Schritt
S10 ohne Ausführung der Verarbeitungsvorgänge gemäß den
Schritten S8 u. S9 fort. Dann entscheidet die PMCCPU 110,
ob das Formschließperioden-Kennzeichnungsbit F1 rückgesetzt
oder nicht rückgesetzt ist und ob das
Abtastungsbeendigungs-Kennzeichnungsbit Fs gesetzt oder nicht gesetzt ist,
in gleicher Weise wie zuvor ausgeführt, um dadurch den
rückgesetzten bzw. den gesetzten Zustand des
Formschließperioden-Kennzeichnungsbits F1 und des
Abtastungsbeendigungs-Kennzeichnungsbits Fs festzustellen (Schritt S10). In
der gegenwärtigen Ablaufstufe ist das Formschließperioden-
Kennzeichnungsbit F1 nicht rückgesetzt (Fl ≠ 0), und das
Abtastungsbeendigungs-Kennzeichnungsbits Fs ist nicht
gesetzt (Fs ≠ 1), so daß die PMCCPU 110 die
Positionierungskorrekturverarbeitung für diese Periode ohne Ausführung der
Verarbeitungsvorgänge gemäß den Schritten S11 bis S14
beendet und zu der gleichen Verarbeitung, wie sie
herkömmlicherweise ausgeführt wird, zurückkehrt.
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Bei der Positionierungskorrekturverarbeitung für die
nächste Periode erfaßt die PMCCPU 110 zuerst in dieser
Ablaufstufe, daß das Formschließperioden-Kennzeichnungsbit F1
gesetzt ist und daß das
Abtastungsbeendigungs-Kennzeichnungsbits Fs nicht gesetzt ist (F1 = 1 und Fs = 0), so daß
das Ergebnis der Entscheidung in Schritt S1 positiv (J)
ist, und die PMCCPU 110 setzt den Ablauf zu Schritt S2
fort. Daraufhin erfaßt die PMCCPU 110, daß das Abtaststart-
Kennzeichungsbit Fi gesetzt ist (da die gegenwärtige
Periode nicht die erste ist), so daß sie den neuesten
gegenwärtigen Wert Vn des Antriebsdrehmoments des
Formklemm-Servomotors 7 aus dem RAM 116 ausliest, diese Daten zu dem
Wert in dem Mittelwert-Speicherregister RA addiert und
einen zweiten Abtastzyklus ausführt (Schritt S3). Ferner
setzt die PMCCPU 110 den Wert in dem Abtastzähler C um 1
herab (Schritt S4).
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Dann führt die PMCCPU 110 die
Unterscheidungsverarbeitungsvorgänge gemäß den Schritten S7 u. S10, in welchen das
Ergebnis der Entscheidung negativ (N) ist, in gleicher Weise
wie zuvor angegeben aus und beendet die
Positionierungskorrekturverarbeitung für diese Periode.
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In den einzelnen nachfolgenden Perioden führt die PMCCPU
110 wiederholt die Unterscheidungsverarbeitungsvorgänge
gemäß den Schritten S1 u. S2, den
Abtastverarbeitungsvorgang gemäß Schritt S3, den Verarbeitungsvorgang gemäß
Schritt S4 und die Unterscheidungsverarbeitungsvorgänge
gemäß den Schritten S7 u. S10 in gleicher Weise wie zuvor
angegeben aus.
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Wenn die PMCCPU 110 erfaßt, daß die
Abtastverarbeitungsvorgänge gemäß Schritt S3 einschließlich der
Verarbeitungsvorgänge gemäß Schritt S5 für die eingestellte Frequenz (N ist
die Anzahl der Zyklen) ausgeführt sind, so daß der Wert in
dem Abtastzähler C 0 wird (Schritt S7), wird der kumulierte
Wert, welcher in dem Speicherregister RA für die mittlere
Last gespeichert ist, durch die Abtastfrequenz N dividiert,
um den Mittelwert der Antriebsdrehmomente des Formklemm-
Servomotors 7 zu berechnen, und der sich ergebende Wert
wird in dem Speicherregister RA für die mittlere Last
gespeichert (Schritts S8). Das Abtaststart-Kennzeichungsbit
Fi wird rückgesetzt, während das Abtastungsbeendigungs-
Kennzeichnungsbits Fs gesetzt wird (Schritt S9).
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Dann unterscheidet die PMCCPU 110 zwischen dem Zustand, in
dem das Formschließperioden-Kennzeichnungsbit F1
rückgesetzt ist, und einem Zustand, in dem das
Abtastungsbeendigungs-Kennzeichnungsbit Fs gesetzt ist; um jeweils zu
entscheiden, ob der Formnschließzustand und die Berechnung des
Mittelwerts der Antriebsdrehmomenete beendet oder nicht
beendet sind (Schritt S10). Da das Kennzeichnungsbit F1
während des Formschließzustands gesetzt ist (F ≠ 0), ist das
Ergebnis der Entscheidung in Schritt S10 negativ (N).
Während
des Zeitintervalls, in dem eine
Einspritz/Verweil-Stufe und eine Abkühl-Stufe beendet werden und der
Kurbelmechanismus 4 aus dem Formschließzustand freigegeben wird
(F1 = 0, und Fs = 1 ist zuvor gesetzt), und danach führt
die PMCCPU 110 wiederholt nur die
Unterscheidungsverarbeitungsvorgänge gemäß den Schritten S1 u. S10 aus.
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Wenn der Kurbelmechanismus 4 nach dem Ende der
Einspritz/Verweil-Stufe und der Abkühlungs-Stufe aus dem
Formschließzustand freigegeben ist, so daß das Formschließperioden-
Kennzeichnungsbit F1 rückgesetzt ist (d. h. F1 = 0 und
Fs = 1), wird das Ergebnis der Entscheidung in Schritt S10
positiv (J), woraufhin die PMCCPU 110 den Mittelwert
(Absolutwert) der Antriebsdrehmomente des Formklemm-Servomotors
7, welcher in dem Speicherregister RA für die mittlere Last
gespeichert ist, und die zuvor eingestellte Referenz-Last
V0 (> 0) (Schritt S11) vergleicht. RA ≤ V0 ist die
Grundlage für die Entscheidung, ob der Mittelwert der
Antriebsdrehmomente, welcher in dem Speicherregister RA gespeichert
ist, zwischen -V0 und +V0 (-V0 ≤ RA ≤ +V0) liegt oder nicht
liegt. Wenn der Kurbelmechanismus 4 seine
Formschließstellung in dem idealen Zustand eingenommen hat, wie dies in
Fig. 3(b) gezeigt ist, wirkt keine äußere Kraftauf den
Formklemm-Servomotor 7 in dem Formschließzustand ein, so
daß der kumulative Wert und der Mittelwert RA der
Antriebsdrehmomente, der in dem Speicherregister RA gespeichert
ist, theoretisch Null sind, d. h. daß RA ≤ V0 gilt. In
diesen Fall bedarf der Wert des Parameters PM, der mit dem
Positionsbefehl für das Formklemmen gespeichert ist, keiner
Korrektur.
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In dem Fall gemäß Fig. 3(c), in dem der Kurbelmechanismus 4
selbst dann nicht nahe an die ideale Formschließstellung
heran gelangen kann, wenn der Formklemm-Servomotor 7
entsprechend dem Positionsbefehl PM in die Soll-Position
gedreht wird, kann indessen die Beziehung zwischen dem
mittleren Antriebsdrehmomentwert und der Referenz-Last durch
RA > V0 gegeben sein. Andererseits wird in dem Fall gemäß
Fig. 3(d), in dem die ideale Formschließstellung durch den
Kurbelmechanismus 4 überschritten wird, wenn der Formklemm-
Servomotor 7 entsprechend dem Positionsbefehl PM in die
Soll-Position gedreht wird, RA < -V0 gewonnen. In diesen
Fällen muß die Servoschaltung 101 fortfahren, Vorwärts- und
Rückwärts-Drehmomentbefehlsströme über die gesamte
Formschließperiode hinweg zu liefern, um den
Formklemm-Servomotor 7 in der Soll-Position zu halten. Je größer der Wert
der auf den Formklemm-Servomotor 7 einwirkenden Last RA
ist, desto höher ist der Stromverbrauch.
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Wenn die PMCCPU 110 bei dem Verarbeitungsvorgang gemäß
Schritt S11 darauf schließt, daß eine Beziehung RA > VO
besteht, wird daher der Wert in dem Speicherregister RA für
die mittlere Last mit einem Proportionalitätsfaktor k
multipliziert, um einen Korrekturwert PS für den
Positionsbefehl zu berechnen (Schritt S12), und der Korrekturwert PS
wird zu dem Wert des Parameters PM, der mit dem
Positionsbefehl für das Formklemmen gespeichert ist, addiert, um
dadurch erneut einen neuen Positionsbefehlswert PM
einzustellen (Schritt S13). Da dieser korrigierte
Positionsbefehlswert in dem nächsten Gießzyklus an den Formklemm-Servomotor
7 geliefert wird, nähert sich die Formschließstellung des
Kurbelmechanismus 4 an den idealen Zustand, der in Fig.
3(b) gezeigt ist, an. Das bedeutet, daß wenn der Zustand
vor der Korrektur derjenige ist, der in Fig. 3(c) gezeigt
ist, der Wert, welcher in dem Speicherregsiter RA für den
mittleren Wert gespeichert ist, die Referenz-Last V0
übersteigt (RA > V0), so daß der Wert PS (= k PA) positiv ist,
und der neue Positionsbefehlswert entsprechend ansteigt. In
dem nächsten Formklemmzyklus wird daher die Bewegung des
Kurbelmechanismus 4 größer als diejenige des vorhergehenden
Formklemmzyklus, so daß sich die Stellung des
Kurbelmechanismus 4 an die ideale Formschließstellung, wie sie Fig.
3(b) gezeigt ist, annähert. Andererseits besteht in dem
Fall der Formschließstellung, der in Fig. 3(d) gezeigt ist,
die Beziehung RA < -VO, so daß der Wert PS (= k RA) negativ
ist, und der neue Positionsbefehlswert PM wird entsprechend
verringert. In dem nächsten Formklemmzyklus ist daher die
Bewegung des Kurbelmechanismus 4 verringert, so daß sich
dessen Bewegungsposition ebenfalls der idealen
Formschließstellung annähert.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der
Korrekturwert PS des Positionsbefehls durch Multiplizieren des Werts
in dem Speicherregister RA für die mittlere Last mit dem
Proportionalitätsfaktor k berechnet, so daß der
Korrekturwert für den Positionsbefehl PM mittels eines einzigen
Verarbeitungsvorgangs für die Korrektur gewonnen werden kann.
Beim Ausführen der Positionskorrekturverarbeitung, die
jedesmal dann vorgenommen wird, wenn sich der
Gelenkmechanismus oder Kurbelmechanismus 4 in der Formschließstellung
befindet, kann der Verarbeitungsvorgang gemäß Schritt S12
fortgelassen werden. Der Positionsbefehlswert PM kann bei
dem Verarbeitungsvorgang gemäß Schritt S13 zu einer Zeit um
einen vorbestimmten Wert entweder erhöht oder erniedrigt
werden kann, zu der die Position des Kurbelmechanismus 4 um
einen festen Distanzbetrag für jeden Formklemmzyklus
verändert werden kann, so daß der Kurbelmechanismus 4 in die
ideale Position (d. h. die Position, in der RA ≤ V0 gilt)
gebracht werden kann. Tatsächlich ändert sich der
Mittelwert RA der Antriebsdrehmomente in Abhängigkeit von der
winkelmmäßigen Abweichung der Kurbel 2 von der idealen
Formschließstellung nichtlinear, so daß ein Koeffizient,
der den Proportionalitätsfaktor ersetzen kann, auf der
Grundlage dieser nichtlinearen Funktion berechnet werden
kann. Indesssen kann die Bewegungsstellung des
Kurbelmechanismus 4, da die Positionskorrekturverarbeitung ein
Verarbeitungsvorgang ist, der jedesmal dann ausgeführt wird,
wenn sich der Gelenkmechanismus oder Kurbelmechanismus 4 in
der Formschließstellung befindet, wie zuvor ausgeführt,
graduell für jeden Formklemmzyklus verändert werden, so daß
der Kurbelmechanismus 4 in die ideale Stellung gebracht
wird. Auf diese Weise kann die Aufgabe vollständig unter
Benutzung des einfachen Proportionalitätsfaktors gelöst
werden.
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Nach Korrektur des Parameterwerts PN, der mit dem
Positionsbefehlswert gespeichert ist, auf diese Weise
initialisiert die PMCCPU 110 das
Abtastungsbeendigungs-Kennzeichnungsbit Fs (Schritt S14) und beendet dann die
Positionierungskorrekturverarbeitung für diese Periode.
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Während des Zeitintervalls vom Start der Formöffnung, die
der Einspritz/Verweil-Stufe und der Abkühlungs-Stufe folgt,
bis zu der Ausgabe des nächsten Formklemm-Startsignals wird
das Formschließperioden-Kennzeichnungsbit F1 rückgesetzt,
und das Abtastungsbeendigungs-Kennzeichnungsbit Fs wird
ungesetzt gehalten. Dementsprechend sind beide der
Entscheidungsergebnisse in den Schritten S1 u. S10 negativ (N), so
daß nur die Unterscheidungsverarbeitungsvorgänge gemäß den
Schritten S1 u. S10 wiederholt ausgeführt werden, und die
Positionierungskorrrekturverarbeitung wird nicht
ausgeführt. Wenn danach der Formschließzustand des
Kurbelmechanismus 4 erfaßt wird, wird die
Positionierungskorrrekturverarbeitung wiederholt für jede der gegenwärtigen und
nachfolgenden Perioden in gleicher Weise wie zuvor
erläutert ausgeführt, wodurch die Formschließstellung des
Kurbelmechanismus 4 entsprechend dem vorhergehenden Zyklus der
Lasterfassung korrigiert wird.
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Auf diese Weise können gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel selbst dann, wenn der ideale Formschließzustand
infolge eines Passungsabriebs, der Langzeitveränderungen
zuzuschreiben ist, oder lokal begrenzter
Temperaturänderungen der Teile nicht erzielt werden kann, der
Lagerverbindungspunkt Q1, der Antriebsverbindungspunkt Q2 und der
Wirkungsverbindungspunkt Q3 der Kurbel 2 des Kurbelmechanismus
4 auf einer Geraden angeordnet werden, um die
Formklemm-Reaktionskraft durch graduelles Korrigieren der Drehposition
der Kurbel 2 von dem Formklemm-Servomotor 7 fernzuhalten.
Folglich muß der Formklemm-Reaktionskraft während der
Formschließperiode nicht mittels der Antriebskraft des
Formklemm-Servomotor 7 widerstanden werden, so daß nicht nur
ein Verlust infolge eines zusätzlichen Stromverbrauchs
vermieden werden kann, sondern auch kein mechanisches
Sperrmittel vorgesehen werden muß.
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Obwohl das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel ein
Beispiel für eine Anwendung der vorliegenden Erfindung auf
einen Formklemm-Mechanismus vom Kurbeltyp darstellt, kann die
vorliegende Erfindung auch auf einen Formklemm-Mechanismus
vom Kniehebeltyp, der mittels eines Servomotors angetrieben
wird, angewendet werden. Wie der zuvor erläuterte Kurbeltyp
ist der Formklemm-Mechanismus vom Kniehebeltyp derart
beschaffen, daß eine Formklemmkraft erzeugt wird, wenn sich
ein Kniehbel in einem Formschließzustand befindet, d. h.
einem Zustand, in dem er zu seiner vollen Länge gestreckt
ist. In diesem (idealen) Zustand wird die Formklemmkraft
niemals als eine Kraft zum Abknicken des Kniehebels wirken,
so daß der Trieb des Servomotors zum Antreiben des
Kipphebelmechanisms gestoppt wird.
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Falls sich indessen der Kniehebel aus irgendeinem Grund
nicht zu seiner vollen Länge streckt, wenn der Servomotor
in seine Formklemm-Sollposition getrieben wird, wird der
Kipphebelmechanisms nicht in der Lage sein, die
Formklemmkraft unter mechanisch stabilen Bedingungen
aufrechtzuerhalten, so daß die Formklemmkraft als eine Kraft zum
Abknicken des Kniehebels in dem zuvor erläuterten Zustand
wirkt. Um dieser Formklemmkraft zu widerstehen und eine
stabile Formklemmkraft aufrechtzuerhalten, wird daher dem
Servomotor ein elektrischer Strom zugeführt.
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Demzufolge ist gemäß der vorliegenden Erfindung der
Formklemm-Mechanismus, welcher den Kniehebel benutzt, wie im
Falle des Kurbeltyps entsprechend dem vorhergehenden
Ausführungsbeispiel
derart eingerichtet, daß die auf den
Servomotor während der Formklemmperiode einwirkende Last
mittels eines Antriebsdrehmoments (Drehmomentbefehlswerts)
erfaßt wird und die Formklemm-Sollposition so korrigiert
wird, daß die zu erfassende Last innerhalb eines
eingestellten Bereichs liegt, wodurch der Kipphebelmechanismus
die Formklemmkraft unter mechanisch stabilen Bedinungen
aufrechterhalten kann.
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Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele sind dadurch
gekennzeichnet, daß die Formklemm-Sollposition des
Servomotors zum Steuern des Formklemm-Mechanismus in geeigneter
Weise derart verändert wird, daß der Formklemm-Mechanismus,
welcher den Kurbelmechanismus oder den Kipphebelmechanismus
benutzt, die Formklemmkraft in seinem mechanisch stabilen
Punkt erzeugen kann. Eine derartige Änderung der
Sollposition kann sowohl auf einen Düsenberührungsmechanismus als
auch auf den Formklemm-Mechanismus angewendet werden. Das
bedeutet, daß beim Bewegen der gesamten
Einspritzvorrichtung zu einem Kunstharz-Einfüllstutzen der Form durch das
Bewegungs/Druckmittel, welches dem Kurbelmechanismus oder
dem Kipphebelmechanismus entspricht, so daß die Vorrichtung
in Berührung mit dem Einfüllstutzen gebracht wird, um ein
Material in die geklemmte Form einzuspritzen, der Wert (der
theoretische Befehlswert) eines Positionsbefehls, welcher
einem Servomotor zum Steuern des Antriebs des
Bewegungs/Druckmittels zuzuführen ist, in geeigneter Weise derart in
einen Wert zu ändern ist, daß das Bewegungsmittel
tatsächlich einen Düssenberührungszustand unter der mechanisch
stabilen Bedingung aufrechterhalten kann. Demzufolge muß
der Servomotor gemäß dieser Anordnung dann, wenn sich die
gesamte Einspritzvorrichtung in dem Düsenberührungszustand
befindet, nicht mit einem zusätzlichen Strom zum
Aufrechterhalten dieses Zustands versorgt werden. Im einzelnen wird
wie im Falle der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele
die während der Berührungsperiode (Formschließperiode) auf
den Servomotor einwirkende Last erfaßt, und es wird die
Position,
welche durch den Servomotor während der
Berührungsperiode zu bestimmen ist, derart korrigiert, daß diese Last
innerhalb eines eingestellten Bereichs liegt.
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Obwohl die analoge Servoschaltung als ein Beispiel für eine
Schaltung zum Regeln des Triebs des Servomotors gemäß dem
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen herangezogen
wurde, kann alternativ dazu eine digitale Servoschaltung,
in welcher ein Mikroprozessor Verarbeitungsvorgänge gleich
denen in der analogen Servoschaltung ausführt, benutzt
werden. In diesem Fall wird ein Drehmomentbefehl für den
Servomotor als ein digitaler Wert, wie er in der digitalen
Servoschaltung berechnet ist und ausgegeben wird, benutzt,
so daß der berechnete Drehmomentbefehl mittels der PMCCPU
110 über die Servo-Schnittstelle 107, die NCCPU 108 und den
gemeinsamen RAM 103 ausgelesen werden kann.
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Außerdem wird gemäß den zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispielen die auf den Servomotor einwirkende Last mittels des
Drehmomentbefehls (Strombefehls) erfaßt, welcher dem
Servomotor zugeführt wird. Alternativ dazu kann indessen die
auf den Servomotor einwirkende Last durch direktes Erfassen
des durch den Servomotor fließenden Stroms erfaßt werden.