DE19938234C1 - Operating pressure injection mold closure system and ejection manipulator optimally in concert, makes allowance for inertia associated with every action - Google Patents
Operating pressure injection mold closure system and ejection manipulator optimally in concert, makes allowance for inertia associated with every actionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Handhabungs
gerätes an einer Kunststoffverarbeitungsmaschine, insbesondere an einer
Spritzgießmaschine,
The invention relates to a method for operating a handling device on a plastic processing machine, in particular on an injection molding machine,
- - bei dem fertig hergestellte Artikel aus dem Werkzeugbereich der Maschine mit einem greifenden Teil des Handhabungsge räts entnommen werden,- for the finished article from the tool area the machine with a gripping part of the handling device are taken from
- - wobei die Maschine für das Öffnen und Schließen des Werk zeugs einen von einer ersten Steuerung beaufschlagten Antrieb aufweist,- being the machine for opening and closing the work a drive acted upon by a first control having,
- - wobei das Handhabungsgerät für die Entnahme des Artikels mit dem greifenden Teil einen von einer zweiten Steuerung beauf schlagten Antrieb aufweist,- With the handling device for the removal of the article with the engaging part is charged by a second controller propelled drive,
- - wobei beim Öffnen des Werkzeugs die erste Steuerung ein Si gnal an die zweite Steuerung ausgibt, von dem abhängig der greifende Teil veranlaßt wird, in den Werkzeugbereich zwecks Entnahme des Artikels einzutauchen und- When opening the tool, the first control is a Si outputs to the second controller, on which the engaging part is brought into the tool area for the purpose Immersion of the item and
- - wobei beim Schließen des Werkzeugs die zweite Steuerung ein Signal an die erste Steuerung ausgibt, von dem abhängig das Werkzeug veranlaßt wird, sich zu schließen.- The second control when closing the tool Output signal to the first controller, on which the Tool is caused to close.
Ein Verfahren der gattungsgemäßen Art ist in der DE 197 16 777 A1 beschrieben. Dort wird die Problematik beschrieben, daß es zwecks Steigerung der Wirtschaftlichkeit vorteilhaft ist, die einzelnen Verfah rensschritte bei der Fertigung von Kunststoff-Formteilen beim Einsatz von Handhabungssystemen nicht aneinanderschließend vorzusehen, sondern derart, daß einzelne Teilschritte zeitlich überlappt ausgeführt werden, so daß insgesamt Zykluszeit eingespart werden kann. A method of the generic type is in DE 197 16 777 A1 described. There the problem is described that it is for the purpose The individual process is advantageous in increasing economic efficiency steps in the production of molded plastic parts during use of handling systems not to be contiguous, but in such a way that individual steps are overlapped in time so that a total cycle time can be saved.
So taucht der greifende Teil eines Handhabungsgeräts zwecks Entfor mung des Teils nicht erst in den Werkzeugbereich der Maschine ein, wenn das Werkzeug vollständig geöffnet ist, sondern bereits dann, wenn dies - bei noch nicht vollständig geöffnetem Werkzeug - ohne Kollision erfolgen kann. Hierfür wird lediglich ein funktionaler Zusammenhang der betreffenden Koordinaten vorgegeben, der einen Sicherheitsbereich einschließt.The gripping part of a handling device is immersed for the purpose of removal the part does not first enter the tool area of the machine, when the tool is fully open, but already when this - if the tool is not yet fully open - without a collision can be done. There is only a functional connection for this given the coordinates concerned, the one security area includes.
Auch in der DE 41 10 948 C2 ist ein derartiges Verfahren beschrieben. Um bei der Herstellung von Kunststoffteilen im Spritzgießverfahren auch hier Zykluszeit einzusparen, beginnt die Entformung des fertig ge spritzten Formteils mittels eines Roboters nicht erst bei vollständiger Öffnung des Werkzeugs, sondern der Roboter taucht auch hier bereits in den Werkzeugbereich ein, sobald das Werkzeug genügend geöffnet ist.Such a method is also described in DE 41 10 948 C2. To in the production of plastic parts by injection molding Saving cycle time also here, the demolding of the finished part begins injection molded part using a robot not only when complete Opening of the tool, but the robot is already immersed in here the tool area as soon as the tool is open enough.
Weiterhin ist ein ähnliches Verfahren aus der DE 40 03 372 C1 bekannt. Ziel ist es dort, über zwei Sensoren die Schließgeschwindigkeit des Werkzeuges zu ermitteln, und nur, wenn diese einen vorgegebenen Wert erreicht, den Eintritt des Roboters freizugeben.A similar method is also known from DE 40 03 372 C1. The aim is to use two sensors to determine the closing speed of the Tool and only if this has a predetermined value reached to release the entry of the robot.
Bei den vorbekannten Verfahren ist in Übereinstimmung mit der vorlie genden Erfindung also vorgesehen, daß der greifende Teil des Handha bungsgeräts bereits möglichst frühzeitig in den Werkzeugbereich ein taucht, wobei zwischen der Bewegung des Werkzeugs und der Bewe gung des greifenden Teils ein funktionaler Zusammenhang vorgegeben ist. Um die vorgegebene Relation zwischen den beiden Bewegungen herum kann ein Toleranzband definiert werden. Wird - was im Betrieb jeweils durch Sensorelemente festgestellt wird - das Toleranzband ver lassen, findet eine Nachregelung des Handhabungsautomaten statt, d. h. wenn z. B. aufgrund einer Störung des Betriebs der Spritzgießmaschine der gewünschte Funktionszusammenhang zwischen der Bewegung von Werkzeug und Roboter nicht mehr gegeben ist, regelt die Steuerung des Roboters automatisch den Greifarm nach, so daß die Störung ohne Fol gen auf den Entformvorgang bleibt. Lediglich wenn die Nachregelung infolge einer gravierenden Störung nicht mehr möglich ist, ist dort vor gesehen, daß eine Notabschaltung der Spritzgießmaschine und des Handhabungsautomaten stattfindet.In the prior art is in accordance with the present Invention therefore provided that the gripping part of the handle exercise equipment in the tool area as early as possible dives, moving between the movement of the tool and the movement a functional connection is specified is. About the given relation between the two movements A tolerance band can be defined around it. Will - what in operation is determined by sensor elements - the tolerance band ver leave, a readjustment of the handling machine takes place, d. H. if e.g. B. due to a malfunction in the operation of the injection molding machine the desired functional relationship between the movement of Tool and robot no longer exist, controls the control of the Robot automatically after the gripper arm, so that the fault without Fol remains on the demolding process. Only if the readjustment is no longer possible due to a serious disturbance seen that an emergency shutdown of the injection molding machine and Handling machine takes place.
Entsprechendes gilt beim Schließen des Werkzeugs, wenn dieser Ver fahrensschritt bereits einsetzt, wenn der greifende Teil des Handha bungsgeräts den Werkzeugbereich noch nicht vollständig verlassen hat.The same applies when closing the tool, if this Ver already starts when the gripping part of the handle exercise device has not completely left the tool area.
Nachteilhafterweise wird bei den vorbekannten Verfahren jedoch nicht alles Potential bei der Reduzierung der Zykluszeit genutzt: Gerade bei hydraulisch betätigten Kunststoffverarbeitungsmaschinen tritt, wie ein gehende Versuche gezeigt haben, - zumindest im Zentelsekundenbereich - stets eine geringfügige systemimmanente zeitliche Verzögerung zwi schen der Beaufschlagung des Systems mit einem Signal und der Reak tion des Systems auf dieses Signal auf. Diese Verzögerungszeiten kön nen sich über eine Vielzahl von Arbeitszyklen zu einer wirtschaftlich bedeutsamen Zeit aufsummieren.However, the previously known methods do not have the disadvantage exploited all potential in reducing the cycle time: especially with hydraulically operated plastic processing machinery occurs as one have shown outgoing tests - at least in the range of one-second - Always a slight system-inherent time delay between signaling the system and the reac tion of the system on this signal. These delay times can over the course of a large number of work cycles become an economical one add up significant time.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren der gattungsgemäßen Art derart weiterzuentwickeln, daß eine weitere Verringerung der Zykluszeit bei der vollautomatischen Produk tion von Kunststoff-Formteilen unter Einsatz von Handhabungssystemen erreicht werden kann.The invention is therefore based on the object, a Ver continue to develop the generic type such that a further reduction in cycle time in the fully automatic product tion of molded plastic parts using handling systems can be achieved.
In Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß beim Öffnen des Werkzeugs bei der Vorgabe des Startsignals, das die erste Steuerung an die zweite Steuerung ausgibt, und daß beim Schießen des Werkzeugs bei der Vorgabe des Startsignals, das die zweite Steuerung an die erste Steuerung aus gibt, die jeweilige Systemträgheit (Delta t1, Delta t2) berücksichtigt wird. In connection with the preamble of claim, this object is achieved in that when the tool is opened when the start signal is given by the first controller to the second controller and when the tool is fired when the start signal is given that the second controller outputs to the first controller, the respective system inertia (delta t 1 , delta t 2 ) is taken into account.
Namentlich ist dabei daran gedacht, daß die Systemträgheit die Reakti onszeit (Delta t1, Delta t2) ist, die zwischen der Beaufschlagung des Sy stems mit einem Signal und dem Beginn der entsprechenden Reaktion vergeht.Specifically, it is thought that the system inertia is the reaction time (delta t 1 , delta t 2 ) which passes between the application of the system with a signal and the start of the corresponding reaction.
Konkret wird dabei die Reaktionszeit (Delta t1) beim Öffnen des Werk zeugs (4) bei der Vorgabe des Startsignals, das die erste Steuerung (5) an die zweite Steuerung (7) ausgibt, abgezogen.Specifically, the response time (delta t 1 ) when the tool ( 4 ) is opened when the start signal is given, which the first controller ( 5 ) outputs to the second controller ( 7 ).
Entsprechend wird die Reaktionszeit (Delta t2) beim Schließen des Werkzeugs (4) bei der Vorgabe des Startsignals, das die zweite Steue rung (7) an die erste Steuerung (5) ausgibt, abgezogen.Correspondingly, the reaction time (delta t 2 ) when the tool ( 4 ) is closed when the start signal is given, which the second control ( 7 ) outputs to the first control ( 5 ), is subtracted.
Diese Vorgehensweise kann entsprechend auch für die Betätigung von Auswerferelementen, die eine entsprechende Systemträgheit (Delta t) aufweisen, eingesetzt werden; genauso ist es auch möglich, daß für die Betätigung von Kernzugelementen die Systemträgheit (Delta t) berück sichtigt wird.This procedure can also be used for the operation of Ejector elements that have a corresponding system inertia (Delta t) have, are used; it is also possible that for the Actuation of core pulling elements takes the system inertia (delta t) into account is viewed.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich vorzugsweise für hydrau lisch betätigte Kunststoffverarbeitungsmaschinen, wenngleich es darauf nicht beschränkt ist.The method according to the invention is preferably suitable for hydrau mechanically operated plastic processing machines, although it is on it is not limited.
Bei der vorgeschlagenen Lösung wird also bewußt die Trägheit des Sy stems ausgenutzt, um die jeweiligen Steuersignale so früh wie möglich senden zu können und damit den Spritzgießzyklus zu verkürzen.In the proposed solution, the inertia of the Sy becomes conscious stems exploited to get the respective control signals as early as possible to be able to send and thus shorten the injection molding cycle.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.In the drawing is an embodiment of the invention Device shown.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Spritzgießmaschine mit ei nem Handhabungssystem, in Fig. 1 shows schematically an injection molding machine with egg nem handling system, in
Fig. 2 ist schematisch der Verlauf eines Steuersignals und die Reaktion auf dieses dargestellt, Fig. 2, the course of a control signal, and the reaction is schematically represented on this,
Fig. 3 zeigt, wie die Zeitverzögerung dem Steuersignal vorgehalten wird. Fig. 3 shows how the time delay is held to the control signal.
In Fig. 1 ist eine Spritzgießmaschine 2 zu sehen, die mit einem Handha bungsgerät 1 ausgestattet ist. Dieses dient zur vollautomatischen Pro duktion von Spritzgießartikeln 3, denn es ist in der Lage, mittels eines greifenden Teils 9 fertig gespritzte Artikel 3 aus dem Werkzeug 4 der Maschine 2 zu entnehmen.In Fig. 1, an injection molding machine 2 can be seen, which is equipped with a handling device 1 . This is used for the fully automatic production of injection molded articles 3 , because it is able to remove finished molded articles 3 from the tool 4 of the machine 2 by means of a gripping part 9 .
Die Werkzeugbewegung (Öffnen und Schließen) wird von einem Werk zeugantrieb 6 bewerkstelligt, der von einer ersten Steuerung 5 gesteuert wird. Das Handhabungsgerät 1 wird indes von einer zweiten Steuerung 7 gesteuert.The tool movement (opening and closing) is accomplished by a tool drive 6 , which is controlled by a first controller 5 . The handling device 1 is controlled by a second controller 7 .
Wie im Detail in der DE 197 16 777 A1 beschrieben ist, besteht eine Verbindung zwischen den Steuerungen 5 und 7 derart, daß für die Be wegungen des Werkzeugs 4 und des greifenden Teils 9 ein funktionaler Zusammenhang vorgegeben ist, so daß das Teil 9 bereits bei noch nicht vollständig geöffnetem Werkzeug 4 in den Werkzeugbereich zwecks Entformung eines Artikels 3 eintauchen kann. Hierfür ist ein unzulässi ger Bereich 11 vorgegeben, der dabei nicht erreicht werden darf, damit der Prozeß mit hinreichender Sicherheit ablaufen kann. Die entspre chende Regelung oder Steuerung des Prozesses wird möglich, weil die Bewegungen und/oder Geschwindigkeiten von Sensoren 10 für die Werkzeugbewegung und die Bewegung des Teils 9 ermittelt werden.As described in detail in DE 197 16 777 A1, there is a connection between the controls 5 and 7 such that a functional relationship is predetermined for the movements of the tool 4 and the gripping part 9 , so that the part 9 already at Tool 4 that has not yet been fully opened can dip into the tool area for the purpose of demolding an article 3 . For this purpose, an inadmissible area 11 is specified which must not be reached so that the process can run with sufficient certainty. The corresponding regulation or control of the process is possible because the movements and / or speeds of sensors 10 for the tool movement and the movement of the part 9 are determined.
Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, reagiert das mechanische Sy stem grundsätzlich nur mit einer gewissen Verzögerung auf ein Stellsi gnal. In der Figur ist mit 12 ein von der Steuerung 5 oder 7 vorgegebe nes Steuersignal bezeichnet, das zum Zeitpunkt t1 einen definierten Wert x0 oder y0 vorgibt. Das System, vor allem im Falle dessen, daß es sich um ein hydraulisches System handelt, weist eine gewisse Trägheit auf. Das heißt, daß der sich tatsächliche einstellende Wert x oder y eine gewisse Zeit benötigt, bevor die Werte x bzw. y den vorgegebenen Wert x0 bzw. y0 erreichen. Wesentlich ist, daß eine gewisse Zeit Delta t1 vergeht, bis das System überhaupt zu reagieren beginnt; erst ab dem Zeitpunkt t2 beginnt das mechanische System überhaupt, auf das Stellsi gnal zu reagieren.As shown schematically in Fig. 2, the mechanical system reacts basically only with a certain delay to a Stellsi signal. In the figure, 12 denotes a control signal predetermined by the controller 5 or 7, which specifies a defined value x 0 or y 0 at time t 1 . The system, especially in the case of being a hydraulic system, has some inertia. This means that the actual setting value x or y takes a certain time before the values x or y reach the specified value x 0 or y 0 . It is essential that a certain time delta t 1 passes before the system even begins to react; it is only from time t 2 that the mechanical system begins to react to the control signal.
Diese Zeit Delta t1 wird nunmehr erfindungsgemäß berücksichtigt und
bei der Steuerung des Handhabungsgeräts 1 bzw. des Werkzeugan
triebs 6 vorgehalten. Dies wird aus Fig. 3 ersichtlich: Das Steuersi
gnal 12, das eigentlich erst wieder zum Zeitpunkt t1 vorgegeben werden
würde (s. gestrichelte Linie), wird jetzt schon zum Zeitpunkt t0 abgege
ben (ausgezogene Linie), wobei der Zeitpunkt t0 sich berechnet zu:
This time delta t 1 is now taken into account according to the invention and is provided in the control of the handling device 1 or the tool drive 6 . This is apparent from Fig. 3: The Steuersi that would be actually again until the time t 1 set gnal 12 (. S dashed line), is already at the time t 0 abgege ben (solid line), the time t 0, calculated to:
t0 = t1 - Delta t1 t 0 = t 1 - delta t 1
Die Reaktionszeit Delta t1, die z. B. dadurch bedingt ist, daß sich der hy draulische Druck im System aufbauen und Hydrauliköl erst in Bewe gung versetzt werden muß, wird also vorgehalten bzw. abgezogen. Da mit kann der Spritzgießzyklus unmittelbar um diese Zeit Delta t1 ver kürzt werden.The response time Delta t 1 , the z. B. is due to the fact that the hy draulic pressure build up in the system and hydraulic oil must first be set in motion, is therefore held or deducted. Since the injection molding cycle can be shortened immediately by this time delta t 1 .
Der Zeitpunkt, zu dem das um Delta t1 reduzierte Signal ausgegeben werden muß, ist natürlich von der Maschinensteuerung unter Berück sichtigung der anstehenden Maschinenoperation zu ermitteln, was dort automatisch, beispielsweise individuell und/oder empirisch erfolgen kann.The point in time at which the signal reduced by delta t 1 must be output is of course to be determined by the machine control system, taking into account the upcoming machine operation, which can be done automatically, for example individually and / or empirically.
Die Zeitverzögerung beim Öffnen des Werkzeugs wurde in dieser Be schreibung Delta t1 genannt, diejenige beim Schließen des Werkzeugs Delta t2. The time delay when opening the tool was called delta t 1 in this description, that when closing the tool delta t 2 .
11
Handhabungsgerät
Handling device
22nd
Kunststoffverarbeitungsmaschine
Plastic processing machine
33rd
Artikel
items
44th
Werkzeug der Maschine
Machine tool
55
erste Steuerung
first control
66
Werkzeugantrieb
Tool drive
77
zweite Steuerung
second control
88th
Antrieb des Handhabungsgeräts
Drive of the handling device
99
greifender Teil des Handhabungsgeräts
gripping part of the handling device
1010th
Sensoren
Sensors
1111
unzulässiger Bereich für die Position
invalid range for position
1212th
Steuersignal
Control signal
Claims (7)
- - bei dem fertig hergestellte Artikel (3) aus dem Werkzeugbe reich der Maschine (2) mit einem greifenden Teil (9) des Hand habungsgeräts (1) entnommen werden,
- - wobei die Maschine (2) für das Öffnen und Schließen des Werkzeugs (4) einen von einer ersten Steuerung (5) beauf schlagten Antrieb (6) aufweist,
- - wobei das Handhabungsgerät (1) für die Entnahme des Arti kels (3) mit dem greifenden Teil (9) einen von einer zweiten Steuerung (7) beaufschlagten Antrieb (8) aufweist,
- - wobei beim Öffnen des Werkzeugs (4) die erste Steuerung (5) ein Signal an die zweite Steuerung (7) ausgibt, von dem abhängig der greifende Teil (9) veranlaßt wird, in den Werkzeugbe reich zwecks Entnahme des Artikels (3) einzutauchen und
- - wobei beim Schießen des Werkzeugs (4) die zweite Steue rung (7) ein Signal an die erste Steuerung (5) ausgibt, von dem abhängig das Werkzeug (4) veranlaßt wird, sich zu schließen,
daß beim Öffnen des Werkzeugs (4) bei der Vorgabe des Startsi gnals, das die erste Steuerung (5) an die zweite Steuerung (7) aus gibt, und daß beim Schließen des Werkzeugs (4) bei der Vorgabe des Startsignals, das die zweite Steuerung (7) an die erste Steue rung (5) ausgibt, die jeweilige Systemträgheit (Delta t1, Delta t2) berücksichtigt wird. 1. Method for operating a handling device ( 1 ) on a plastics processing machine ( 2 ), in particular on an injection molding machine,
- - In the finished article ( 3 ) from the tool area of the machine ( 2 ) with a gripping part ( 9 ) of the handling device ( 1 ) can be removed,
- - The machine ( 2 ) for opening and closing the tool ( 4 ) has a drive ( 6 ) actuated by a first control ( 5 ),
- - The handling device ( 1 ) for the removal of the article ( 3 ) with the gripping part ( 9 ) has a drive ( 8 ) acted upon by a second control ( 7 ),
- - When opening the tool ( 4 ), the first controller ( 5 ) outputs a signal to the second controller ( 7 ), depending on which the gripping part ( 9 ) is caused to plunge into the tool area for the purpose of removing the article ( 3 ) and
- - When the tool ( 4 ) is fired, the second control ( 7 ) outputs a signal to the first control ( 5 ), depending on which the tool ( 4 ) is caused to close,
that when opening the tool ( 4 ) when the start signal is given by the first controller ( 5 ) to the second controller ( 7 ), and when the tool ( 4 ) is closed when the start signal is given that the second Control ( 7 ) outputs to the first control ( 5 ), the respective system inertia (delta t 1 , delta t 2 ) is taken into account.
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