DE2543447A1

DE2543447A1 - Automatic pressure control in injection moulding - based on differences of actual and preset resin temps. in the injection mould and extrusion nozzle

Info

Publication number: DE2543447A1
Application number: DE19752543447
Authority: DE
Inventors: Shuichi Hongo; Mitsuo Kozawa; Ikuo Uchida
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1975-09-29
Filing date: 1975-09-29
Publication date: 1977-03-31

Abstract

In the regulation of the injection pressure in an injection moulding machine, in which a screw is advanced by a screw press piston, the temps. of the molten resin and the mould are measured prior to or during the injection and the pressure on the screw press-piston is regulated for the time of the injection as a function of the deviation of the measured temps. from the corresp. pre-determined temp. Provices a method of controlling the moulding pressure which is extremely effective in improving the productivity and the precision of the dimensions of weight of the injection moulded prod.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Druckes inMethod and device for regulating the pressure in

einer Spritzgußiaschine Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Spritzdruckes in einer Spritzgußmaschine, wobei die Schnecke von einem Schneckendruckkolben vorwärts getrieben wird und ebenso eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. an injection molding machine The invention relates to a method for Regulation of the injection pressure in an injection molding machine, the screw of a Screw pressure piston is driven forward and also a device to carry out the procedure.

Die Anforderungen an die Automatisierung von Spritzgußmaschinen mit von einem Schneckendruckkolben vorwärts bewegter Schnecke zur Verbesserung der Produktivität und einer Steigerung der Genauigkeit der geformten Produkte steigen ständig an. Bei bekannten Spritzgußmaschinen dieser Art werden die optimalen Formbedingungen beim Start des Formens eingestellt, die Qualität und Genauigkeit der Abmessungen oder das Gewicht der Produkte verändern sich entsprechend verschiedener äußerer Störungen bei fortschreitender Zeit, so daß die Formbedingungen von Hand nachgestellt werden müssen. Es gibt daher eine Grenze in der Verbesserung der Produktivität und Genauigkeit der geformten Produkte, wenn allein solche Maßnahmen angewendet werden, so daß eine Vorrichtung, welche die Formbedingungen selbsttätig steuert bzw. regelt gegenüber dem bekannten Handsteuerverfahren notwendig und wünschenswert ist.The requirements for the automation of injection molding machines with Screw moved forward by a screw pressure piston to improve productivity and an increase in the accuracy of the molded products are constantly increasing. In known injection molding machines of this type, the optimal molding conditions at the start of molding set the quality and accuracy of the dimensions or the weight of the products change according to various external ones Disturbances as time progresses, so that the mold conditions are readjusted by hand Need to become. There is therefore a limit in productivity and improvement Accuracy of molded products when only such measures are applied so that a device which automatically controls or regulates the molding conditions compared to the known manual control method is necessary and desirable.

Im allgemeinen bestimmen die Temperatur und der Druck des Harzes in der Form die Bedingungen bzw. den Zustand des Harzes in der Form. Die Erfinder haben experimentell nachgewiesen, daß Temperatur und Harzdruck in der Form die Genauigkeit und Qualität der geformten Produkte bestimmen und insbesondere die Temperatur der Form und die Temperatur des Harzes wichtige Parameter sind.In general, the temperature and pressure of the resin determine in the shape, the conditions or the state of the resin in the mold. The inventors have Experimentally proven that temperature and resin pressure in the mold increase the accuracy and determine the quality of the molded products and in particular the temperature of the The shape and temperature of the resin are important parameters.

Die Steuerung bzw. Regelung der Temperatur ist jedoch in Folge der hohen Totzeit der Regelstrecke schwierig.The control or regulation of the temperature is, however, in consequence of the high dead time of the controlled system is difficult.

Um daher genau geformte Produkte zu erhalten,wird am besten der Harzdruck gesteuert.Therefore, in order to obtain precisely molded products, resin printing becomes best controlled.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einer Spritzgußmaschine des eingangs bezeichneten vyps,ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Formdruckes zu schaffen, die äußerst wirksam zur Verbesserung der Produktivität und Genauigkeit der Abmessungen oder des Gewichtes der spritzgußgeformten Produkte ist.It is the object of the present invention in an injection molding machine of the aforementioned vyps, a method and a device for controlling the Form printing to create which is extremely effective in improving productivity and accuracy of the dimensions or weight of the injection molded products is.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigen: Fig. 1 die schematische Ansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 2 ein BlockdiFgramm der Schaltung bei Verwendung eines Computers, Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Arbeitsweise des Verfahrens bzw.An embodiment of the invention is described below with reference to the attached Drawings described for example. 1 shows the schematic view one embodiment of the device, FIG. 2 shows a block diagram of the circuit Using a computer, Fig. 3 is a diagram to illustrate the operation of the procedure or

der Vorrichtung und Fig. 4 bis Fig. 6 Diagramme zur Verdeutlichung der Wirksamkeit des Verfahrens bzw. der Vorrichtung. of the device and FIGS. 4 to 6 are diagrams for clarification the effectiveness of the method or the device.

In Fig. 1 ist die Form mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet, ein in der Form 1 befestigtes Thermoelement zur Messung der Formtemperatur mit 2, mit 3 eine Düse des Zylinders,mit 4 ein in der Düse 3 angeordnetes Tbermoelement zur Temperaturmessung des geschmolzenen Harzes, mit 5 eine Schnecke und mit 6 ein Schneckendruckkolben für den Aufbau des Spritzdruckes. Zur Messung der Temperatur können selbstverständlich auch andere Einrichtungen als Thermoelemente, z. B. ein elektrisches Widerstandsthermometer verwendet werden. Zur Messung der Temperatur des geschmolzenen Harzes können solche Temperaturmeßeinrichtungen auch in der Spitze der Schnecke 5 anstatt in der Düse 3 angeordnet werden. So können die Temperaturen der Form 1 und des geschmolzenen Harzes direkt vor oder während des Einspritzens mit Hilfe der Thermoelemente 2 und 4 gemessen werden. Die gemessenen Werte werden an Verstärkungsregulatoren 7 bzw. 8 geliefert, die diese Werte mit vorher eingestellten Werten vergleichen.In Fig. 1, the shape is designated by the reference numeral 1, an in the Form 1 attached thermocouple for Measurement of the mold temperature with 2, with 3 a nozzle of the cylinder, with 4 a Tbermoelement arranged in the nozzle 3 for measuring the temperature of the molten resin, with 5 a screw and with 6 a Screw pressure piston for building up the injection pressure. To measure the temperature can of course also other devices than thermocouples, z. B. a electrical resistance thermometer can be used. To measure the temperature of the molten resin, such temperature measuring devices can also be in the tip the screw 5 instead of being arranged in the nozzle 3. So can the temperatures of the mold 1 and the molten resin just before or during the injection can be measured using thermocouples 2 and 4. The measured values are supplied to gain regulators 7 or 8, which these values with previously set Compare values.

Falls Unterschiede zwischen diesen Signalen festgestellt werden, wird ein Abweichungssignal erzeugt, das auf den Verstärker 9 gegeben wird.. Das im Verstärker 9 verstärkte Signal wird einem vorherbestimmten Drucksignal aufaddiert, das vorher mittels eines Potentiometers 10 erzeugt bzw.If differences are found between these signals, a deviation signal is generated which is given to the amplifier 9 .. That in the amplifier 9 amplified signal is added to a predetermined pressure signal that was previously generated or generated by means of a potentiometer 10

eingestellt worden war. Das summierte Signal wird darauf von dem Verstärker auf eine bestimmte Höhe verstärkt, und einem druckregulierenden Servoventil 12 eingegeben, das den Öldruck bestimmt, der auf den Schneckendruckkolben 6 während dieses Schusses einwirkt. Wenn das geschmolzene Harz in die Form 1 eingespritzt wird, wird der Schneckendruckkolben 6, um die Erzeugung von Rippen, Restspannungen etc. in den spritzgußgeformten Artikeln infolge von übermäßigem Druck zu verhindern, von einem geregelten niedrigeren Öldruck vorwärtsbewegt, nachdem eine begrenzte Menge des geschmolzenen Harzes in die Form eingespritzt worden ist.had been set. The summed signal is then sent by the amplifier amplified to a certain height, and entered a pressure-regulating servo valve 12, which determines the oil pressure on the screw pressure piston 6 during this shot acts. When the molten resin is injected into the mold 1, the screw pressure piston becomes 6 to avoid the generation of ribs, residual stress, etc. in the injection molded articles As a result of excessive pressure to prevent from a regulated lower oil pressure moved forward after a limited amount of the melted Resin has been injected into the mold.

Erfindungsgemäß wird dieser geregelte niedrigere Öldruck selbsttätig durch die Ableitung elektrischer Signale aufgebaut. Durch die Regelung des Öldrucks für den Schneckendruckkolben 6, abhängig vom Vorzeichen der Unterschiede in den Temperaturen der Form 1 und des geschmolzenen Harzes mit den entsprechenden vorbestimmten Werten, wird der Harzdruck in Form 1 gesteigert oder erniedrigt, so daß sich das Harz in Form 1 im geeignetsten Zustand befindet. Obwohl das beschriebene Verfahren ein Analogsystem ist, ist es ebenfalls möglich, den die Verstärkung regelnden Teil des oben beschriebenen Systems als Digitalsystem unter Verwendung eines Computers auszubilden. Ein Beispiel eines Blockdiagramma für ein solches System -ist in Fig. 2 dargestellt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, werden die Temperaturen der Form 1 des geschmolzenen Harzes mittels der Thermoelemente 2 bzw. 4 gemessen und an einen Analog-Digitalumsetzer 14 über einen flehrwegsckalter 13 geliefert, wo sie in Digitalwerte umgewandelt werden, die wiederum in einen Computer 15 eingespeist werden, in welchem Rechenoperationen mit den digitalen Werten auf der Basis der gemessenen Werte sowohl der Temperaturen, der Kofffizienten zur Modifizierung der Temperaturdifferenz in Druckänderungen, vorgewählten Drücken, etc. ausgeführt wird. Der aufbereitete Digitalwert wird dann in einas Digital-Änalogum setzer 16 umgewandelt und der Analoge rot einer Servooentileinrichtung zur Druckregulierung 12 eingegeben, um so den Öldruck des Schnecken.druckkolbens 6 ähnlich dem in Fig.1 gezeigten Fall zu regeln.According to the invention, this regulated lower oil pressure is automatic constructed by deriving electrical signals. By regulating the oil pressure for the screw pressure piston 6, depending on the sign of the differences in the Temperatures of the mold 1 and the molten resin with the respective predetermined ones Values, the resin pressure in form 1 is increased or decreased, so that the Resin in Form 1 is in the most suitable condition. Although the procedure described is an analog system, it is also possible to use the gain-regulating part of the above-described system as a digital system using a computer to train. An example of a block diagram for such a system is shown in Fig. 2 shown. As can be seen from the drawing, the temperatures of the Form 1 of the molten resin measured by means of thermocouples 2 and 4, respectively delivered to an analog-to-digital converter 14 via a flehrwegckalter 13, where they are converted into digital values, which in turn are fed into a computer 15 in which arithmetic operations with the digital values on the basis of the measured values of both the temperatures, the coefficient to modify the Temperature difference in pressure changes, preselected pressures, etc. is executed. The processed digital value is then converted into a digital-analog converter 16 and the analogue red of a servo valve device for pressure regulation 12 entered, so as to increase the oil pressure of the screw pressure piston 6 similar to the case shown in FIG to regulate.

Unabhängig von Temperaturabweichungen wird durch die Auswahl geeigneter Verstärkungen für eine gegebene Form und ein gegebenes Harz, d. h. durch eine Änderung des Spritzdruckes in geeigneter Übereinstimmung mit Temperaturabweichungen, die Abmessungen oder das Gewicht der spritzgußgeformten Produkte konstant gehalten. Dies ist schematisch in Fig. 3 dargestellt, wobei die Abszisse die Vergrößerung G und die Ordinate die Abmessung oder das Gewicht D des spritzgußgeformten Produktes darstellt. Es ist offensichtlich, daß die Abmessung oder das Gewicht D der geformten Produkte konstant bleibt, wenn die Vergrösserung G gleich Go ist, sogar wenn sich die Form- oder Harz temperaturen verändern, wie dies durch die Linien a, b oder c dargestellt ist.Regardless of temperature deviations, the selection becomes more suitable Reinforcements for a given shape and resin, i. H. by a change of the injection pressure in accordance with temperature deviations, which Dimensions or weight of the injection molded products kept constant. This is shown schematically in FIG. 3, the abscissa being the magnification G and the ordinate the dimension or weight D of the injection molded product represents. It will be apparent that the dimension or weight D of the molded Products remains constant when the magnification G is equal to Go, even if it is the mold or resin temperatures change, as indicated by the lines a, b or c is shown.

Bei konventionellen Spritzgußmaschinen ändert sich mit steigender Schußzahl N auch die Temperatur T der Form, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Damit verändern sich auch die Abmessungen oder das Gewicht D der geformten Produkte mit steigender Schusszahl N unregelmäßig, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn Jedoch das Spritzgießen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt wird, nimmt die Streuung der Abmessungen oder des Gewichts D der geformten Produkte deutlibh ab und bleibt nahezu konstant, wie dies aus Fig. 6 ersichtlich ist, welche die Beziehung zwischen der Abmessung oder dem Gewicht D der geformten Produkte und der Schusszahl N zeigt. Insbesondere im Fall, wo der Wechsel der Formtemperatur beim Beginn des Spritzgießens hoch ist, ist dieser Effekt deutlich, wie dies aus einem Vergleich der Figuren 5 und 6 hervorgeht.In conventional injection molding machines it changes with increasing Shot number N is also the temperature T of the mold, as shown in FIG. This also changes the dimensions or the weight D of the molded products irregular as the number of shots N increases, as shown in FIG. But when the injection molding is carried out according to the method according to the invention, takes the The variation in the dimensions or the weight D of the molded products is evident and remains almost constant, as can be seen from Fig. 6, which shows the relationship between the dimension or weight D of the molded products and the number of shots N shows. Especially in the case where the change in mold temperature at the beginning of the Injection molding is high, this effect is clear, as can be seen from a comparison FIGS. 5 and 6 can be seen.

Um eine Änderung in den Abmessungen oder dem Gewicht der geformten Produkte infolge eines Temperaturwechsels der Form und des geschmolzenen Harzes zu vermeiden, wird erfindungsgemäß der Druck, der auf das geschmolzene Harz zur Zeit seines Einspritzens in die Form aufgebracht wird, selbsttätig geändert, indem der Öldruck zum Antrieb des ochneckendruckkolben so gesteuert wird, daß die geformten Produkte eine jeweils konstante Abmessung oder ein gleichbleibendes Gewicht erhalten. Die Ausbeute der Produkte wird daher durch die Vermeidung einer Handregelung gesteigert, die Produktivität wird ebenfalls verbessert.To make a change in the dimensions or weight of the molded Products due to a change in temperature of the mold and the molten resin to avoid, according to the invention, the pressure that is applied to the molten resin The time it is injected into the mold is automatically changed by the oil pressure for driving the screw pressure piston is controlled so that the formed Products are given a constant dimension or weight. The yield of the products is therefore increased by avoiding manual control, productivity is also improved.

Claims

Claims 1. A method for regulating the injection pressure in one J injection molding machine with a screw advancing from a screw pressure piston is moved, by noting that the temperatures of the molten Resin and mold can be measured before or during injection and the pressure for the screw pressure piston at the time of injection depending on the deviation of the measured temperatures is controlled by respective predetermined temperatures will.

2. Device for regulating the injection pressure of an injection molding machine with a screw that is moved forward by a screw pressure piston, thereby G e k e n n n n e i c b n e t that on a mold (1) and a nozzle (3) of the injection molding machine Temperature measuring elements (2, 4) are attached, and with these temperature measuring devices measured temperatures passed to corresponding gain regulators (7, 8) where they are compared with corresponding predetermined temperature values and the deviation signal obtained by the comparison to a previously set one Pressure setting signal, which comes from a separately arranged potentiometer (10), is added up and the added signal via an amplifier (11) to a pressure control Servo valve (12) is fed, which acts on the screw pressure piston (6) acting pressure controls.

3. Device for regulating the injection pressure of an injection molding machine with a screw that is moved forward with a screw pressure piston, thereby It is noted that on the mold (1) and the nozzle (3) of the injection molding machine Temperature measuring devices (2,4) are present and the measured temperatures a computer (15) as digital values via a Nehrweg # switch (13) and an analog-digital converter (14) entered, the computer will perform a digital arithmetic operation on the basis of the two measured temperatures, the coefficient for converting the temperature deviation into a pressure change, and from set pressure values etc. and then the digital value is converted by a digital-to-analog converter (16) and a is fed to the pressure-controlling servo valve, which acts on the screw pressure piston (6) controls applied pressure.