DE19806544B4

DE19806544B4 - Verfahren zum Messen der Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils, Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Hydraulikzylinders und Verfahren zum Modifizieren der Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils

Info

Publication number: DE19806544B4
Application number: DE19806544A
Authority: DE
Inventors: Koji Nagoya Kubota; Masaaki Nagoya Ikarashi; Satoshi Nagoya Miyagawa
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2018-02-18
Also published as: JPH10230539A; IT1298263B1; CA2228554A1; US6192299B1; DE19806544A1; CA2228554C; TW355159B; ITMI980297A1

Abstract

Verfahren zum Messen der Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils (6) in einem Hydraulikkreis mit einem Hydraulikzylinder (1), wobei das Proportionaldrucksteuerventil (6) den Hydraulikzylinder (1) durch Variation des Hydraulikdrucks in Abhängigkeit von einem Laststrom beaufschlagt, umfassend die Schritte:
(a) schrittweises Ändern des Laststroms für das Proportionaldrucksteuerventil (6) bei geschlossenem Hydraulikkreis;
(b) mehrmaliges Messen des Drucks des Hydraulikkreises in vorbestimmten Zeitintervallen nach jeder Laststromänderung;
(c) Vergleich der Druckdifferenz (ΔP) zwischen dem zuletzt gemessenen Druckwert und dem zuvor gemessenen Druckwert mit einer Bezugsgröße (e) nach jeder Laststromänderung; und
(d) Verwenden des zuletzt gemessenen Druckwerts als repräsentativen Druck für den vorliegenden Laststrom für die Arbeitskennlinie, falls die Druckdifferenz (ΔP) kleiner oder gleich der Bezugsgröße (e) ist.

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum tatsächlichen Messen einer Druck/Stromkennlinie als Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils in einem Hydraulikkreis oder einer Geschwindigkeits/Stromkennlinie eines Hydraulikzylinders, ein Verfahren zum Steuern eines Betriebszustands des Hydraulikzylinders auf Grundlage dieses Meßergebnisses, und ein Verfahren zum Modifizieren einer vorab gespeicherten Arbeitskennlinie. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Messen einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils, ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Hydraulikzylinders und ein Verfahren zum Modifizieren einer Arbeitskennlinie des Proportionalsteuerventils, welches Verfahren eingesetzt werden kann, wenn eine Spritzgußmaschine am Herstellungsort zur Auslieferung inspiziert wird, oder wenn die Spritzgußmaschine gesteuert wird, während sie tatsächlich betätigt ist.
Während in einer Spritzgußmaschine ein Hydraulikdruck von einer Hydraulikpumpe oder einem Akkumulator einem Hydraulikzylinder (Spritzzylinder, Schließzylinder, Düsenberührungszylinder oder dergleichen) über ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil (elektromagnetisches Proportionaldurchsatzsteuerventil oder elektromagnetisches Proportionaldruck steuerventil) zugeführt wird, um die Geschwindigkeit oder den Druck zu steuern, unterliegt ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil üblicherweise einer großen Schwankung seiner Kennlinie.
Vor Auslieferung einer Spritzgußmaschine muß folglich der Hydraulikkreis in der tatsächlichen Maschine betätigt werden, mehrere Druckpegelpunkte oder Durchsatzpunkte ihres elektromagnetischen Proportionalsteuerventils in bezug auf seinen Laststrom müssen gemessen werden, und die derart gemessenen Pegel werden mit einer Referenzkennlinie verglichen, die zu dem elektromagnetische Proportionalsteuerventil gehört, und die Verstärkung der Laststromausgabeschaltung für das elektromagnetischen Proportionalsteuerventil wird vor der Auslieferung manuell eingestellt. In den meisten Fällen werden jedoch lediglich der Maximalpegel und der Minimalpegel für die Ausgangsstromeinstellung gemessen und auch unter dem Einfluß von Unterschieden zwischen Maschinen und Schaltungskonfigurationen ist nicht gewährleistet, daß die modifizierte Kennlinie eine hohe Genauigkeit hat.

Die JP-60004017 (A) offenbart eine Technik, bei welcher, um die Genauigkeit einer tatsächlich verwendeten Kennlinie zu verbessern, die Kennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils, welches in eine Spritzgußmaschine eingebaut ist, tatsächlich gemessen wird, bevor ihre Hardware ausgeliefert wird, eine Korrekturkennlinientabelle, welche die Beziehung zwischen dem georderten Pegel bzw. Niveau und einem Ausgangspegel bzw. -niveau bereitstellt, in Übereinstimmung mit diesem Meßergebnis vor- bzw. zubereitet wird und das elektromagnetische Proportionalsteuerventil unter bezug auf den Inhalt dieser Korrekturkennlinientabelle beim tatsächlichen Betreiben der Hardware gesteuert wird.

Die Kennlinien-Selbstmodifizierungstechnik für ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil, das in der vorstehend genannten Patentschrift offenbart ist, sieht vor, daß das elektromagnetische Proportionalsteuerventil betätigt wird, wobei seine Eingangspegel nacheinander von einem Minimaleingangspegel auf einen Maximaleingangspegel derart betätigt werden, daß die bzw. ihrer entsprechenden numerischen Ausgangspegel anfänglich gemessen werden und in Übereinstimmung mit dem Ergebnis der enthaltenen bzw. umfassenden Beziehung zwischen diesen zahlreichen tatsächlich gemessenen Pegeln bzw. Niveaus und ihren entsprechenden bestellten bzw. georderten Pegeln bzw. Niveaus wird die Korrekturkennlinientabelle derart vorbereitet, daß der Ausgangspegel proportional zu dem Eingangspegel ist.

Bei dieser Technik zum Messen der Kennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils, bei welcher zahlreiche Punkte ausgehend vom minimalen Eingangspegel bis zum maximalen Eingangspegel tatsächlich gemessen und aufgetragen werden, wenn die Korrekturkennlinientabelle vorbereitet wird, können Fälle auftreten, demnach aufgrund der Bedingung, unter welcher ein Hydraulikzylinder verwendet wird und dergleichen, der maximale Druck oder die maximale Geschwindigkeit in dem Zustand nicht erreicht werden können, in welchem das elektromagnetische Proportionalsteuerventil in die Maschine eingebaut wird bzw. ist. In einem derartigen Fall kann die Kennlinie des elektromagnetischen Proportionalsteuerventils nicht modifiziert werden. Außerdem kann die Anzahl an Meßpunkten derart groß sein, daß eine enorme Mühe und eine große Zeit erforderlich sind.

Die japanische Offenlegungsschrift JP-5-57777 (A) Offenbart deshalb eine Technik, demnach Refe renzkennliniendaten eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils desselben Typs wie desjenigen des elektromagnetischen Proportionalsteuerventils, das in die Maschine eingebaut ist, in einer Speicherschaltung in einem Mikrocomputer in einer Steuereinheit der Spritzgußmaschine vorab gespeichert sind, wobei der Mikrocomputer das elektromagnetische Proportionalsteuerventil veranlasst (in einem Testlauf) durch die vorgegebenen geforderten Pegel an zwei vorbestimmten Punkten zu arbeiten, wobei Ausgangs(Druck- oder Geschwindigkeits)pegel in Übereinstimmung hiermit jeweils gemessen werden, und woraufhin in Übereinstimmung mit den zwei Punkten der geforderten Pegel und der Ausgangspegel, die durch den Testlauf erhalten werden und in Übereinstimmung mit den vorstehend genannten Referenzkennliniendatenausgangspegel entsprechend einzelnen Punkten einer Referenzkennlinie nacheinander berechnet werden, um die Kennlinie erneut zusammenzusetzen bzw. zu erstellen.

Bei der Technik, bei welcher der tatsächlich gemessene Pegel und die Referenzkennlinientabelle, die an dem elektromagnetischen Proportionalsteuerventil angebracht bzw. vorgesehen ist, miteinander verglichen werden, werden die maximalen und minimalen Pegel durch Verstärkungseinstellung eines Laststromausgangsschaltungsverstärkers des elektromagnetischen Proportionalsteuerventils derart geregelt, daß die Kennlinienpegel des elektromagnetischen Proportionalsteuerventils modifiziert werden, wie vorstehend erläutert, wobei jedoch Daten des elektromagnetischen Proportionalsteuerventils sich zwischen unterschiedlichen Maschinen unterscheiden und außerdem unter dem Einfluß von unterschiedlichen Schaltungskonfigurationen, eine Linearität zwischen den bestellten und ausgeführten Pegeln nicht erhalten werden kann, wodurch die Genauigkeit der modifizierten Kennlinie verschlechtert ist.

Bei derjenigen Technik, bei welcher eine Kennlinie tatsächlich gemessen wird, wird eine Korrekturkennlinientabelle unter Beibehaltung der Beziehung zwischen den bestellten und den Ausgabepegeln vorbereitet und eine Korrekturkennlinie wird derart hinzugefügt, daß das elektromagnetische Proportionalsteuerventil gesteuert wird, wie in der japanischen Offenlegungsschrift JP-60004017 A offenbart, wobei zahlreiche Punkte ausgehend vom minimalen Eingangspegel bis zum maximalen Eingangspegel tatsächlich gemessen werden müssen, um die vorstehend genannten Korrekturkennlinientabelle vorzubereiten. Da dabei die Anzahl an Meßpunkten groß ist, sind eine enorm große Arbeitsmühe und ein großer Zeitaufwand erforderlich.

Bei dem in der japanischen Offenlegungsschrift JP 5-57777 (A) offenbarten Verfahren, bei welchem Kennliniendaten des elektromagnetischen Proportionalsteuerventils auf der Analogie von zwei Datenpunkten erhalten werden, können korrekte Daten aus den zwei Punkten alleine nicht erhalten werden, weil die ursprünglichen Daten eine Kurve bilden, die durch eine Polynominalfunktion gebildet ist.

Bei dem vorstehend angeführten Verfahren, bei welchem eine Datentabelle rückgewonnen wird, kann eine Genauigkeitsauflösung mit einer Feinheit von 0,1% nicht erhalten werden.

Bei der herkömmlichen Druckmessung in einem tatsächlichen Hydraulikkreis wird in dem Fall, daß der Druck relativ niedrig ist, der Druck nach einem ansteigenden Überschwingen auf dem Hydraulikschaltdruck unterdrückt. Wenn die Anzahl an Meßpunkten groß ist, ist hierfür jedoch viel Zeit erforderlich. Um die Geschwindigkeit zu messen, wird die Zeit gemessen, in welcher eine vorbestimmte Position sich eine vorbestimmte Strecke weiterbewegt. Es ist deshalb viel Zeit erforderlich, um die minimale Geschwindigkeit zu messen, und eine große Zeitdauer ist erforderlich, um zahlreiche Punkte zu messen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Proportionalsteuerventil bei guter Genauigkeit möglichst schnell zu steuern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die anliegenden unabhängigen Ansprüche.

Gemäß einem ersten Aspekt schafft die Erfindung demnach ein Verfahren zum Messen einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils, wobei in einem Hydraulikkreis ein Hydraulikzylinder betätigt wird, wenn ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil den Hydraulikdruck und den Durchfluß einstellt, wobei es sich bei dem elektromagnetischen Proportionalsteuerventil um ein elektromagnetisches Proportionaldrucksteuerventil handelt, welches den Hydraulikdruck ansprechend auf einen Laststrom steuert, wobei das Verfahren darin besteht, eine Druck/Stromkennlinie als Arbeitskennlinie des elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils zu messen, indem der Laststrom in bezug auf das elektromagnetische Proportionaldrucksteuerventil stufenweise nacheinander geändert wird und der Druck der Hydraulikschaltung entsprechend dem Laststrom in jedem Schritt in einem geschlossenen Betriebszustand des Hydraulikkreises gemessen wird, wobei in jedem Schritt zum Messen des Drucks des Hydraulikkreises der Druck in einem vorbestimmten Zeitintervall gemessen wird, wobei angenommen wird, daß der Druck sich zu einem Zeitpunkt stabilisiert hat, wenn eine Differenz zwischen dem derart gemessenen Druckwert und dem vorausgehend gemessenen Druckwert einen vorbestimmten Pegel einnimmt oder kleiner als dieser ist, und der gemessene Druckwert zu diesem Zeitpunkt wird als Druck entsprechend dem Laststrom in diesem Schritt verwendet.

Bei dem Verfahren zum Messen einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend angeführt, wird selbst in dem Fall, daß sein Druck relativ niedrig ist, ein Druck, der erhalten wird, wenn die Neigung einer abfallenden Kurve mit einem ansteigenden Überschwingen beim Umschalten des Hydraulikdrucks einen vorbestimmten Pegel einnimmt oder kleiner ist als dieser, als Meßwert verwendet, wodurch die Meßzeit verkürzt werden kann. Selbst dann, wenn zahlreiche Punkte gemessen werden, kann deshalb die Zeitperiode zum Messen der Kennlinie verringert werden, wodurch die Zeit, die zur Inspektion bei der Auslieferung oder dergleichen erforderlich ist, ebenfalls stark reduziert ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Messen einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils, wobei in einem Hydraulikkreis ein Hydraulikzylinder betätigt wird, wenn ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil den Hydraulikdruck und den Durchsatz einstellt, wobei es sich bei dem elektromagnetischen Proportionalsteuerventil um ein elektromagnetisches Proportionaldurchsatzsteuerventil handelt, welches einen Durchsatz ansprechend auf einen Laststrom steuert, wobei das Verfahren darin besteht, eine Geschwindigkeits/Stromkennlinie als die Arbeitskennlinie des elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventils zu messen, wobei der Hydraulikzylinder veranlaßt wird, einen Betriebszustand zu erreichen, wobei der Laststrom in bezug auf das elektromagnetische Proportionaldurchsatzsteuerventil stufenweise derart geändert wird, daß der Hydraulikzylinder betätigt wird, und wobei die Geschwindigkeit eines Hydrauliktauchkolbens eines Hydraulikzylinders entsprechend dem Laststrom in jedem Schritt berechnet wird, wobei in jedem Schritt zum Berechnen der Geschwindigkeit des Hydrauliktauchkolbens eine Hubstrecke des Hydraulikkolbens für eine vorbestimmte Zeitperiode gemessen wird, und wobei eine berechnete Geschwindigkeit entsprechend der Hubstrecke als Geschwindigkeit entsprechend dem Laststrom in diesem Schritt verwendet wird.

Bei dem vorstehend genannten Verfahren zum Messen einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird die Hubstrecke für eine vorbestimmte Zeit so bemessen, daß die Geschwindigkeit ermittelt wird, wodurch die Meßzeit im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren verkürzt werden kann, insbesondere bei einer minimalen Geschwindigkeit. Selbst dann, wenn zahlreiche Punkte gemessen werden, kann deshalb die Zeitperiode zum Messen der Arbeitskennlinie reduziert werden, wodurch die für die Inspektion bei der Auslieferung oder dergleichen erforderliche Zeit stark verringert werden kann.

Bei dem Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Hydraulikzylinders in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zum Steuern des Betriebszustands des Hydraulikzylinders durch Einstellen des Hydraulikdrucks und des Durchsatzes durch einen Hydraulikkreis mit einem elektromagnetischen Proportionalsteuerventil, wobei eine Arbeitskennlinie des elektromagnetischen Proportionalsteuerventils durch eines der zwei vorstehend genannten Verfahren zum Messen der Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils gemessen wird und in einem Speicher abgespeichert wird, und wobei beim Spezifizieren oder Festlegen eines Hydraulikdrucks für den Hydraulikzylinder oder einer Geschwindigkeit für den Hydrauliktauchkolben des Hydraulikzylinders ein Arbeitskennlinienwert, der mit dem festgelegten Pegel übereinstimmt, aus dem Speicher gelesen und in einen Ausführungsstrom gewandelt wird, der daraufhin an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil derart angelegt wird, daß der Betriebszustand des Hydraulikzylinders gesteuert wird.

Bei dem vorstehend genannten Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Hydraulikzylinders in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wobei der Hydraulikdruck des Hydraulikzylinders oder die Geschwindigkeit des Hydrauliktauchkolbens zum Zeitpunkt der tatsächlichen Betätigung festgelegt ist, wird der aktuelle Stromkennlinienwert, der mit dem festgelegten Wert übereinstimmt, aus dem Speicher gelesen und in einen Ausführungsstrom so gewandelt, daß er an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil angelegt werden kann, wodurch der Betriebszustand des Hydraulikzylinders gesteuert wird. In Übereinstimmung mit einer automatisch gemessenen Arbeitskennlinie kann der Hydraulikzylinder damit stets mit hoher Genauigkeit gesteuert werden.

Bei dem Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Hydraulikzylinders in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zum Steuern des Betriebszustands des Hydraulikzylinders durch Einstellen des Hydraulikdrucks und des Durchflusses durch einen Hydraulikkreis mit einem elektromagnetischen Proportionalsteuerventil, wobei eine Arbeitskennlinie des elektromagnetischen Proportionalsteuerventils durch eines der zwei vorstehend genannten Verfahren zum Messen einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils gemessen und in einem Speicher gespeichert wird, wobei eine Tabelle zum Inbezugsetzen eines Laststrompegels zu dem gemessenen Arbeitskennlinienwert in jedem Schritt vorbereitet wird, wobei eine Interpolation zwischen Punkten durchgeführt wird, die auf der Tabelle aufgetragen sind, um eine kontinuierliche Funktion zu ermitteln, die daraufhin in einem Speicher als die Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils gespeichert wird, wobei die Funktion aus dem Speicher bei aktueller Betätigung des Hydraulikzylinders ausgelesen wird, wobei ein Ausführungsstrompegel in Übereinstimmung mit der Funktion und einem Zielpegel für den Hydraulikdruck für den Hydraulikzylinder oder der Geschwindigkeit für den Hydrauliktauchkolben des Hydraulikzylinders berechnet wird, und wobei ein Strom entsprechend dem Ausführungsstrompegel an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil so angelegt wird, daß der Betriebszustand des Hydraulikzylinders gesteuert wird.

Bei dem Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Hydraulikzylinders in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird die Arbeitskennlinie, die im Speicher gespeichert ist, als eine Funktion automatisch modifiziert und ansprechend auf eine Anforderung für eine automatische bzw. selbsttätige Modifikation erneut eingeschrieben bzw. überschrieben. Selbst dann, wenn das elektromagnetische Proportionalsteuerventil in den Hydraulikkreis eingebaut ist, oder funktionelle Teile in bezug auf den Hydraulikdruck oder den Durchsatz repariert oder ausgetauscht werden, kann die Arbeitskennlinie des elektromagnetischen Proportionalsteuerventils, die im Speicher gespeichert ist, automatisch modifiziert werden, während die Maschine so wie sie ist, installiert bleibt, und der Hydraulikzylinder kann stets mit hoher Genauigkeit in Übereinstimmung mit dieser automatisch modifizierten Arbeitskennlinie gesteuert werden.

Das Verfahren zum Modifizieren einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sieht vor, daß zum Steuern des Betriebszustands eines Hydraulikzylinders durch Einstellen des Hydraulikdrucks und eines Durchsatzes durch einen Hydraulikkreis mit einem elektromagnetischen Proportionalsteuerventil ein Arbeitskennlinienwert entsprechend einem Laststrompegel des elektromagnetischen Proportionalsteuerventils in einem Speicher als Kennlinie vorab gespeichert wird, wobei ein Verfahren zum Modifizieren der im Speicher gespeicherten Kennlinie vorgesehen ist, demnach ein Hydraulikdruck oder ein Durchsatz des Hydraulikkreises festgelegt bzw. spezifiziert wird, ein Laststrompegel des elektromagnetischen Proportionalsteuerventils entsprechend dem derart spezifizierten Pegel aus der Kennlinie im Speicher gelesen wird, ein Strom entsprechend dem derart ausgelesenen Laststrompegel an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil angelegt wird, der Druck oder Durchsatzes des Hydraulikkreises entsprechend diesem Strom tatsächlich gemessen wird, ein Laststrompegel des elektromagnetischen Proportionalsteuerventils entsprechend dem derart tatsächlich gemessenen Wert aus der Kennlinie im Speicher gelesen wird, eine Differenz zwischen dem derart erhaltenen Laststrompegel und einem anfänglichen Laststrompegel dem anfänglichen Laststrompegel hinzuaddiert oder von diesem subtrahiert wird, und ein aktueller Pegel, der aus diesem Addier- oder Subtrahiervorgang herrührt, in den Speicher als der modifizierte Laststrompegel entsprechend dem festgelegten Pegel derart geschrieben wird, daß der Laststrompegel der Kennlinie im Speicher modifiziert wird.

Bei dem vorstehend genannten Verfahren zum Modifizieren einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, kann in dem Fall, daß ein Arbeitskennlinienwert entsprechend dem Laststrompegel des elektromagnetischen Proportionalsteuerventils in dem Speicher als Kennlinie abgespeichert ist, die Kennlinie (Arbeitskennlinie) automatisch modifiziert werden, nachdem die Maschine ausgeliefert wurde. Selbst dann, wenn das elektromagnetische Proportionalsteuerventil, das in dem Hydraulikkreis eingebaut ist oder funktionelle Teile in bezug auf den Hydraulikdruck oder den Durchsatz repariert oder ausgetauscht werden, kann demnach die Kennlinie entsprechend dem aktuellen Zustand bzw. Stromzustand stets im Speicher gehalten werden, während die Maschine selbst installiert bleibt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; es zeigen:
1 eine Ansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zum Messen einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Propor tionaldrucksteuerventils in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 eine Kurvendarstellung des Hydraulikdruckanstiegs in einem Hydraulikkreis gemäß dieser Ausführungsform,
3A eine Seitenschnittansicht unter schematischer Darstellung eines Einspritzzylinders zur Erläuterung der Technik zum Messen der Geschwindigkeit eines herkömmlichen Einspritztauchkolbens,
3B eine Seitenschnittansicht unter schematischer Darstellung eines Einspritzzylinders zur Erläuterung eines Verfahrens zum Messen der Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventils (Technik zum Messen der Geschwindigkeit eines Einspritztauchkolbens) gemäß dieser Ausführungsform,
4 eine Ansicht einer Konfiguration des Hydraulikkreises und des Steuersystems in einer Einspritzgußmaschine gemäß dieser Ausführungsform,
5 ein Blockdiagramm zur funktionellen Darstellung der detaillierten Konfiguration des Hydraulikkreises und des Steuersystems zur Erläuterung eines Verfahrens zum Steuern des Betriebs eines Einspritzzylinders (Verfahren zum Modifizieren einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils) gemäß dieser Ausführungsform, und
6 eine Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Beispiels eines Verfahrens zum Modifizieren einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform.
Erläutert wird in dieser Ausführungsform der Fall, demnach die vorliegende Erfindung auf einen hydraulischen Steuerkreis für eine Spritzgußmaschine angewendet wird, die eine Hydraulikpumpe, ein Schaltventil und dergleichen enthält und den Hydraulikdruck und den Durchfluß derart einstellt, daß der Hydraulikzylinder betätigt wird, wie nachfolgend erläutert, um dadurch einen Schließvorgang, das Einspritzen von geschmolzenem Harz und dergleichen durchzuführen.
Zunächst unter Bezugnahme auf 4 wird die Konfiguration bzw. der Aufbau des Hydraulikkreises und des Steuersystems für die Spritzgußmaschine erläutert, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet wird. In 4 gezeigt sind ein Einspritzzylinder (Hydraulikzylinder) 1 der Spritzgußmaschine, deren Betrieb gemäß dieser Ausführungsform gesteuert ist, ein Einspritztauchkolben (Hydrauliktauchkolben) 2 innerhalb des Einspritzzylinders 1 und eine Einspritzschnecke 2a, die mit dem Einspritztauchkolben 2 verbunden ist.
Außerdem dargestellt sind ein Positionssensor 3 zum Ermitteln des Bewegungsausmaßes des Einspritztauchkolbens 2, ein Steuerschaltventil 4 zum Ein/Ausschalten eines Einspritzvorgangs des Einspritzzylinders 1, ein elektromagnetisches Proportionaldurchsatzsteuerventil (elektromagnetisches Proportionalsteuerventil) 5 zum Steuern des Durchsatzes eines Hydraulikarbeitsfluids zu dem Einspritzzylinder 1 ansprechend auf einen Laststrom von einer Steuereinheit 12, ein elektromagnetisches Proportionaldrucksteuerventil (elektromagnetisches Proportionalsteuerventil) 6 zum Steuern des Drucks des Hydraulikarbeitsfluids ansprechend auf einen Laststrom von der Steuereinheit 12, eine kontinuierliche Strömungspumpe 7, die durch einen Motor (M) 7a derart angetrieben ist, daß sie sich. mit einer vorbestimmten Drehzahl (UpM) dreht, ein Abschaltventil 8 und ein Drucksensor 9 zum Ermitteln des Drucks in diesem Hydraulikkreis.
Das vorstehend genannte Steuerschaltventil 4, die Steuerventile 5 und 6, die Pumpe 7, das Abschaltventil 8 und dergleichen bilden den Hydraulikkreis zum Betätigen des Einspritz zylinders 1 in einem Einspritzprozeß, der durch die Einspritzschnecke 2a ausgelöst ist.
Andererseits sind ein Bedienbrett 11 zum Einstellen und Eingeben unterschiedlicher Informationsarten, wie etwa von festgelegten Pegeln (Steuerzielpegel) für den Druck des Hydraulikkreises, der Geschwindigkeit des Einspritztauchkolbens 2 (Durchfluß des Hydraulikkreises) und dergleichen in die Steuereinheit 12 vorgesehen, die nachstehend erläutert ist, und die Steuereinheit 12, welche Signale vom Positionssensor 3 und dem Drucksensor 9 empfängt und einen Laststrom an jedes der Steuerventile 5 und 6 derart anlegt, daß der Hydraulikkreis gesteuert ist, wodurch der Betriebszustand des Einspritzzylinders 9 gesteuert ist. Die Steuereinheit 12 ist beispielsweise zusätzlich zu einer CPU 13 aus einer arithmetischen Verarbeitungs- bzw. Rechnereinheit, einem Speicher 14, einem D/A-Wandler 15, einem Ausgangsverstärker 16 und einem A/D-Wandler 17 gebildet, die darin eingebaut sind.
Die CPU 13 steuert aktuell bzw. tatsächlich einen Betriebszustand bzw. den Betrieb des Einspritzzylinders 1 zusätzlich zu Meß/Modifizierungsarbeitskennlinien der Steuerventile 5 und 6, die nachfolgend erläutert, während der Speicher 14 die Arbeitskennlinien der Steuerventile 5 und 6 speichert, wie nachfolgend erläutert.
Andererseits wandelt der D/A-Wandler 15 Steuersignale (Laststrompegelsignale), die von der CPU 13 für die jeweiligen Steuerventile 5 und 6 ausgegeben werden, von digital in analog. Der Verstärker (Ausgangsverstärker) 16 verstärkt die Steuersignale von dem D/A-Wandler 15 und gibt die derart verstärkten Signale an ihre entsprechenden Steuerventile 5 und 6 aus. Der A/D-Wandler 17 wandelt analoge Ermittlungssignale von dem Positionssensor 3 und dem Drucksensor 9 in digitale Signale und gibt die derart gewandelten Signale an die CPU 13 aus.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 1 bis 3 ein Verfahren zum automatischen Überprüfen einer Druck/Strom-Kennlinie (Arbeitskennlinie) des elektromagnetischen Drucksteuerventils 6 bzw. der Beziehung zwischen der Geschwindigkeit des Einspritzzylinders 1 und dem Laststrompegel zu dem elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventil 5 [eine Geschwindigkeit/Stromkennlinie des Einspritzzylinders 1 und eine Arbeitskennlinie (Durchfluß-Stromkennlinie) des elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventils 5] im Arbeitszustand erläutert, wenn die Spritzgußmaschine, die mit dem Hydraulikkreis und der Steuereinheit 12 gemäß dieser Ausführungsform vorgesehen ist, am Herstellort der Maschine vor der Auslieferung inspiziert wird.
2 zeigt eine Kurvendarstellung des Anstiegszustands des Hydraulikdrucks bzw. des ansteigenden Hydraulikdrucks in dem Hydraulikkreis gemäß dieser Ausführungsform. Dargestellt ist ein Ergebnis, das erzielt wird, wenn bei dieser Ausführungsform die Hydraulikpumpe 7 angetrieben ist, der Einspritzzylinder 1 und der Hydraulikdruck betätigt ist, der Einspritztauchkolben 2 des Einspritzzylinders 1 in der verwirklichten Maschine in den Endabschnitt des Hubs zum Verschließen bzw. Beenden des Einspritzens von geschmolzenem Kunstharz gepreßt bzw. gedrückt wird und dergleichen, so daß der Hydraulikkreis einen geschlossen Zustand erzielt bzw. einnimmt, wobei der Laststrom in bezug auf das elektromagnetische Proportionaldrucksteuerventil 6 nacheinander stufenweise geändert wird, und wobei der Druck des Hydraulikkreises durch den Drucksensor 9 gemessen wird.
Wie in 2 gezeigt, tritt im Niederdruckband (Nrn. 1 bis 4) bei jedem Messschritt ein Überschwingen auf, woraufhin der Druck allmählich auf den Sollwert konvergiert. Da eine bestimmte Zeit erforderlich ist, damit der Druck sich stabilisiert, ist ein Verzögerungszeitgeber bzw. Taktgeber herkömmlicherweise vorgesehen worden (siehe Ts in 2 für seinen Sollpegel), um den Druckmesstakt bzw. den -zeitpunkt zu verzögern. Bei einer derartigen Messtechnik findet jedoch eine gleichmäßige Verzögerung der Messzeit selbst in dem Fall statt, indem der Solldruck so hoch ist, dass der Druck sich in kurzer Zeit stabilisiert, wodurch eine große Zeitdauer erforderlich ist, um den Druck zu messen (um eine Arbeitskennlinie zu messen).
Um den Druck zu messen, um eine Arbeitskennlinie gemäß dieser Ausführungsform zu messen, wird beim Messen eines Druckschritts, wie in der Kurve abnehmenden Drucks nach dem Überschwingen in 1 gezeigt, der Druck durch den Drucksensor 9 in einem konstanten Zeitintervall t wiederholt gemessen, die CPU 13 der Steuereinheit 12 nimmt an, dass der Druck stabilisiert ist, wenn eine Differenz ΔP zwischen dem Messwert und dem vorausgehend gemessenen Wert einen ausreichend kleinen konstanten numerischen Wert e oder weniger einnimmt, und dieser Druck wird als Betriebsarbeitsdruck des elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils 6 in Übereinstimmung mit dem Laststrom in diesem Schritt herangezogen.
Ohne dass es erforderlich wäre, eine bestimmte Wartezeit Ts für jeden Messschritt vor der Messung wie im herkömmlichen Fall abzuwarten, kann infolge davon eine Messung mit einem Takt bzw. zu einem Zeitpunkt bewirkt werden, zu welchem der Druck als für jeden Messschritt stabilisiert angenommen wird. Die Druckmesszeit erfordert deshalb lediglich die Zeit T₁, wodurch der Arbeitsdruck im nächsten Schritt gemessen werden kann, nach dem die Zeit T₁ abgelaufen ist. Die Gesamtzeit, die zum Herstellen einer Druck/Stromkennlinie in der CPU 13 der Steuereinheit 12 erforderlich ist, kann damit kürzer gemacht werden als im herkömmlichen Fall.
Wie in 2 gezeigt, tritt ein Überschwingen in dem Hochdruckband (Nrn. 5 bis 7) kaum bzw. so gut wie nicht auf. Selbst in einem derartigen Fall ist es bei dem Meßverfahren gemäß dieser Ausführungsform unnötig, vor der Messung bei jedem Meßschritt eine bestimmte Zeit Ts abzuwarten, wie vorstehend erwähnt, wodurch die Messung mit einer Zeitdauer T₂ bewirkt wird, bei bzw. innerhalb welcher angenommen wird, daß der Druck sich stabilisiert hat.
3A zeigt eine Seitenschnittansicht unter schematischer Darstellung des Einspritzzylinders 1 zum Erläutern einer herkömmlichen Technik zum Messen der Geschwindigkeit des Einspritztauchkolbens 2, während 3B eine Seitenschnittansicht unter schematischer Darstellung des Einspritzzylinders 1 zur Erläuterung eines Verfahrens zum Messen einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventils 5 (Technik zum Messen der Geschwindigkeit des Einspritzkolbens 2) gemäß dieser Ausführungsform zeigt.
Wenn eine Arbeitskennlinie des elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventils 5 gemessen wird, während der Einspritzzylinder 1 der tatsächlichen Maschine in einem Betriebszustand versetzt ist, wird der Laststrom zu dem elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventil 5 aufeinanderfolgend bzw. nacheinander schrittweise geändert und die Geschwindigkeit des Einspritztauchkolbens 2 wird gemessen, während der Einspritzzylinder 1 in Betrieb versetzt ist.
Bei der in 3A gezeigten herkömmlichen Technik wird dabei eine Zeit t, mit bzw. während welcher sich der Einspritztauchkolben 2 um eine vorbestimmte Strecke bzw. mit einem vorbestimmten Abstand l₀ bewegt, gemessen, um die Geschwindigkeit l₀/t zu berechnen. Wie in 3B gezeigt, wird im Gegensatz hierzu gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Strecke bzw. ein Abstand x, mit welchem bzw. welcher der Einspritztauchkolben 2 sich in einer vorbestimmten Zeit t₀ bewegt, präzise mittels des Positionssensors 3 gemessen und in die CPU 13 der Steuereinheit 12 zugeführt, wodurch die Geschwindigkeit des Einspritztauchkolbens 2 als x/t₀ berechnet wird. Daraufhin multipliziert die CPU 13 die derart gemessene und berechnete Geschwindigkeit des Einspritztauchkolbens (Hydrauliktauchkolbens) 2 durch den Druckempfangs- bzw. -aufnahmebereich des Einspritzzylinders 1, um einen Durchsatz zu berechnen, und sie veranlaßt ihn dazu, den Laststrom bei jedem Schritt zu entsprechen, wodurch eine Kennlinie betreffend die Durchsatz/Stromkennlinie des elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventils 5 gebildet wird.
Bei der in 3A gezeigten herkömmlichen Technik betreffend die Zeit zum Durchlaufen eines Annäherungsabstands bzw. einer Vorschubstrecke m und der Meßstrecke l₀, insbesondere dann, wenn der Strom des elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventils 5 gering (Durchsatz ist niedrig) ist, wird nicht nur die, Meßzeit länger, sondern auch die Zeit, die der Hydrauliktauchkolben 2 benötigt, um rückzukehren, wird größer. Im Gegensatz hierzu ist bei der Technik der in 3B gezeigten Ausführungsform dann, wenn die Annäherungszeit und die Meßzeit auf 0,5 Sekunden bzw. 1,5 Sekunden im vornherein beispielsweise eingestellt sind, die Meßzeit stets konstant, und zwar unabhängig davon, ob der Strom des elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventils 5 groß oder klein bzw. hoch oder niedrig ist, wodurch die Messung in sehr viel kürzerer Zeit beendet werden kann als bei der in 3A gezeigten herkömmlichen Technik.
In Übereinstimmung mit den durch die vorstehend genannte Technik gemessenen Daten werden bei dieser Ausführungsform Kennlinien für das elektromagnetische Proportionaldurchsatzsteuerventil 5 und das elektromagnetische Proportionaldrucksteuerventil 6 vorbereitet, und die derart vorbereiteten Kennlinien werden im Speicher 14 der Steuereinheit 12 gespeichert. In dem Fall, daß eine Kennlinie bereits im Speicher 14 gespeichert wurde, wird die Kennlinie im Speicher 14 durch die Kennlinie überschrieben oder modifiziert, die durch die vorstehend genannte Technik vorbereitet wurde.
Wenn der Hydraulikbetriebsdruck des Einspritzzylinders 1 oder die Geschwindigkeit des Einspritztauchkolbens 2 in der Spritzgußmaschine durch den aktuellen Antrieb spezifiziert bzw. festgelegt ist, liest die CPU 13 der Steuereinheit 12 einen diesem spezifizierten Wert entsprechenden Stromkennlinienpegel aus dem Speicher 14 aus, wandelt diesen ausgelesenen Pegel in einen Ausführungsstrom und legt diesen Strom an das elektromagnetische Proportionaldurchsatzsteuerventil 5 und das elektromagnetische Proportionaldrucksteuerventil 6 über den D/A-Wandler 15 und den Verstärker 16 an. Infolge davon wird der Betriebszustand des Einspritzzylinders 1 derart gesteuert, daß ein festgelegter Wert erzielt wird.
Es folgt eine Erläuterung für ein Verfahren zum Modifizieren der Strom/Spannungskennlinie des elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils 6 bzw. der Durchfluß/Stromkennlinie des elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventils 5, die in den Speicher 14 derart geschrieben sind. Diese Ausführungsform umfaßt zwei Arten eines Modifizierungsverfahrens.
Erste und zweite Beispiele werden in bezug auf 5 und 6 erläutert.
5 zeigt ein Blockdiagramm unter funktionaler Darstellung des detaillierten Aufbaus des Hydraulikkreises und des Steuersystems zur Erläuterung eines Verfahrens zum Steuern eines Betriebs des Einspritzzylinders 1 (Verfahren zum Modifizieren einer Arbeitskennlinie des elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils 6) gemäß dieser Ausführungsform. Dieser Prozeß bzw. dieses Verfahren wird im einzelnen in bezug auf 5 erläutert und zusätzlich im Hinblick auf die Modifizierungs- und Überschreibfunktion für die Druckkennlinie in dem elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventil 6 in dem in 4 gezeigten Hydraulikkreis.

(1) Wenn eine Anforderung zum automatischen Modifizieren der Druckkennlinie von dem Bedienbrett 11 an die CPU 13 ausgegeben wird, wird ein Druckfestlegungspegel Pn, der in einem (nicht gezeigten) Speicher gespeichert ist, der in einem Verarbeitungsabschnitt 13a der CPU 13 eingebaut ist, zum Speicher 14 gesendet und ein Laststrompegel In entsprechend dem Druckfestlegungspegel Pn wird aus einer Bezugs- bzw. Referenzkurve Ps einer Druck/Stromkennlinienfunktionstabelle, die im Speicher 14 gespeichert ist, in dem Verarbeitungsabschnitt 13a der CPU 13 derart gelesen, daß sie dort vorübergehend gehalten ist.
(2) In Übereinstimmung mit einem Strom (welcher dem Strompegel In entspricht), der von dem Verarbeitungsabschnitt 13a der CPU 13 über den D/A-Wandler 15 und den Verstärker 16 ausgegeben wird, wird das elektromagnetische Proportionaldrucksteuerventil 6 betätigt, wodurch der Druck des Hydraulikkreises zum Antreiben des Einspritzzylinders 1 gesteuert wird. Daraufhin wird der tatsächliche Druck Pn' des Hydraulikkreises durch den Drucksensor 9 gemessen und dieses gemessene Signal wird zu einem arithmetischen Abschnitt 13b der CPU 13 mittels des A/D-Wandlers 17 gesendet. Vorliegend wird der tatsächliche Druck Pn' durch diejenige Technik gemessen, die vorstehend anhand von 1 erläutert ist.
(3) In dem arithmetischen Abschnitt 13b der CPU 13 wird in Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Druck Pn' und dem Laststrompegel In, die in dem Verarbeitungsabschnitt 13a der CPU 13 in dem vorstehend genannten Schritt (1) gehalten bzw. (vorübergehend) gespeichert sind, wird der tatsächliche Druck Pn' auf der Druck/Stromkennlinienfunktionstabelle ausgedruckt bzw. eingetragen.
(4) Wie vorstehend erläutert, werden, wie dargestellt, durch den Druckfestlegungspegel Pn, Druckfestlegungspegel P₁ bis P_MAX nacheinander dem Speicher 14 zugeführt, aktuelle Pegel I₁ bis I_Max, jeweils entsprechend den Druckfestlegungspegeln, werden aus der Kennlinie Ps der Druck/Stromkennlinienfunktionstabelle im Speicher 14 in den Verarbeitungsabschnitt 13a der CPU 13 derart ausgelesen, daß sie dort vorübergehend gehalten bzw. gespeichert werden, tatsächliche Drücke P₁' bis P_MAX' des Hydraulikdrucks werden dem arithmetischen Abschnitt 13b der CPU 13 zugeführt und daraufhin auf der Druck/Stromkennlinienfunktionstabelle ausgedruckt bzw. in diese eingetragen und es erfolgt eine Interpolation zwischen dem derart ausgedruckten bzw. eingetragenen Punkten, wodurch eine kontinuierliche tatsächliche Druckkennlinienkurve Pr erhalten wird, wie in 5 gezeigt. Da diese Kennlinie Pr eine Form analog zu derjenigen der Kennlinie Ps in der anfänglichen Referenzkennlinienfunktionstabelle aufweist, wird die Konstante der Funktion betreffend die Kennlinie Ps derart modifiziert, daß die neue Kennlinie Pr als die Funktion angenommen bzw. aufgegriffen wird.
(5) Anstelle der Funktion der anfänglichen Referenzkennlinienfunktionstabelle wird die neue Kennlinie Pr in den Speicher 14 als Funktion so geschrieben, daß sie für den tatsächlichen Betrieb bereitsteht. Wenn der tatsächliche Betrieb gesteuert wird, verwendet die CPU 13 die neue Funktion dazu, einen Laststrompegel des elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils 6 in Übereinstimmung mit einem willkürlichen Druckfestlegungspegel zu ermitteln. Ein Zieldruck oder eine Zieltauchkolbengeschwindigkeit wird insbesondere vom Bedienbrett 11 aus derart eingestellt, daß er bzw. sie zur CPU 13 der Steuereinheit 12 übertragen wird; die CPU 13 liest die vorstehend genannte Funktion aus dem Speicher 14 aus, berechnet einen Laststrompegel entsprechend dem Zielpegel in Übereinstimmung mit der Funktion und gibt einen Strom entsprechend dem derart berechneten Ergebnis über den D/A-Wandler 15 und den Verstärker 16 aus, wodurch das elektromagnetische Proportionaldrucksteuerventil 6 und das elektromagnetische Proportionaldurchsatzsteuerventil 5 betätigt werden.

Während ein Verfahren zum Modifizieren einer Arbeitskennlinie angewendet auf das elektromagnetische Proportionaldrucksteuerventil 6 voraustehend beispielhaft erläutert ist, wird eine Technik ähnlich zu der vorstehend erläuterten auf einen Fall angewendet, bei welchem eine Arbeitskennlinie (Durchsatz/Stromkennlinie) des elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventils 5 modifiziert werden soll.
Andererseits zeigt 6 eine Ansicht zur Erläuterung des zweiten Beispiels des Verfahrens zum Modifizieren einer Arbeitskennlinie des elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils 6 in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform. Hierbei wird angenommen, daß referenzdarstellende Werte der Kennlinie für den Druck in bezug auf den Laststrompegel des elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils 6 (die in 6 mit Ps bezeichnete Kurve), die diesem durch den Hersteller des elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils zugeordnet sind, im Speicher 14 der Steuereinheit 12 vorab gespeichert sind, und zwar nach A/D-Wandlung.
Wenn ein Druck Pa des Hydraulikkreises von dem Bedienpaneel 11 für die CPU 13 spezifiziert wird, um diese Kennlinie Ps zu modifizieren, liest die CPU 13 einen Laststrompegel Ia entsprechend diesem spezifizierten bzw. festgelegten Wert Pa von der Kennlinie Ps aus, die im Speicher 14 gespeichert ist und dieser Laststrompegel Ia wird durch den D/A-Wandler 15 D/A-gewandelt, und, nachdem er durch den Verstärker 16 konstant verstärkt wurde, wird er an das elektromagnetische Proportionaldrucksteuerventil 6 ausgegeben.
Ein Druck Pa' entsprechend diesem Strompegel Ia wird durch den Drucksensor 9 daraufhin gemessen und dieser tatsächlich gemessene Wert wird der CPU 13 zugeführt, nachdem er durch den A/D-Wandler 17 analog/digital-gewandelt wurde; der tatsächliche gemessene Druckwert Pa' wird in Übereinstimmung mit der Technik ermittelt, die vorausgehend unter Bezugnahme auf 1 erläutert ist.
Die CPU 13 vergleicht den tatsächlich gemessenen Druckwert Pa' mit dem referenzwiedergebenden Wert Pa der Kennlinie, ersetzt den tatsächlich gemessenen Druckwert Pa' durch den spezifizierten bzw. festgelegten Wert, liest einen Strompegel Ia' entsprechend dem tatsächlich gemessenen Wert Pa' aus der referenzwiedergebenden Kennlinie Ps aus, addiert (oder subtrahiert) eine Differenz ΔI zwischen dem Strompegel Ia' und dem anfänglichen Laststrompegel Ia zu (von) dem anfänglichen Laststrompegel Ia und ersetzt einen Laststrompegel Ib, der als Ergebnis dieser arithmetischen Verarbeitung bzw. Berechnung erhalten wird durch den Laststrompegel der referenzwiedergebenden Kennlinie Ps, wodurch der Speicher 14 überschrieben wird.
Auf diese Weise kann der Strompegel der Kennlinie Ps in Bezug auf einen bestimmten festgelegten Wert modifiziert werden.
Wenn die vorstehend genannte Technik wiederholt wird, während die Höhe des Drucks geändert wird, wird die Kennlinie Ps, die im Speicher 14 gespeichert ist, durch eine modifizierte Arbeitskennlinie Pr für den Druck und Strom überschrieben, wie sie in 6 als strichlierte Linie gezeigt ist.
Wenn eine Kennlinie eine Linie approximiert oder wenn die Differenz ΔI klein ist, hat die derart modifizierte Kennlinie Pr eine für die Praxis ausreichende Genauigkeit. Das vorstehend genannte Verfahren zum Modifizieren einer Kennlinie kann demnach in einfacher Weise eine Modifikation in der Herstellungsstätte oder am Gußort bewirken, wodurch sie bequem ist bzw. ausgeführt werden kann.
Obwohl das Verfahren zum Modifizieren einer Arbeitskennlinie angewendet auf ein elektromagnetisches Proportionaldrucksteuerventil 6 im vorstehenden beispielhaft erläutert ist, kann eine ähnliche Technik hierzu für den Fall angewendet werden, daß die Arbeitskennlinie (Durchsatz/Stromkennlinie) des elek tromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventils 5 modifiziert werden soll.
In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform wird bei der Überprüfung für eine Auslieferung der Spritzgußmaschine in der Fertigungsstätte die Druck/Stromkennlinie des elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils 6 oder die Geschwindigkeits/Stromkennlinie des Hydraulikzylinders 1 (Durchsatz/Stromkennlinie des elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventils 5), die eine Referenz zum Instruieren und Betreiben der Hydraulikschaltung darstellt, automatische inspiziert bzw. geprüft und modifiziert, und zwar in Betrieb, wodurch der Ausführungswert entsprechend dem festgelegten Wert korrekt reproduziert werden kann, was es ermöglicht, eine korrekte Auflösung mit einer Feinheit von etwa 0,1% zu erzielen.
Selbst dann, wenn die elektromagnetischen Proportionalsteuerventile 5 und 6, die in den Hydraulikkreis oder in Funktionsteile betreffend den Hydraulikdruck und den Durchsatz eingebaut sind, repariert oder ausgetauscht werden, können die Kennlinien der elektromagnetischen Proportionalsteuerventile 5 und 6 automatisch modifiziert werden, während die Maschine, wie sie ist, installiert bleibt.
Da der Laststrompegel derart modifiziert wird, daß der festgelegte Wert und der Ausführungswert miteinander übereinstimmen und daraufhin im Speicher 14 so gesteuert wird, daß er erforderlichenfalls ausgelesen wird, wird die Anzahl an Meßpunkten reduziert, wenn die festgelegten Werte im vornherein ermittelt werden, wodurch die Meßzeit kürzer gemacht werden kann.
Selbst in dem Fall, daß bei der Druckmeßtechnik gemäß dieser Ausführungsform der Druck relativ niedrig ist, wird der Druck, der erhalten wird, wenn die Neigung der abfallenden Kurve mit ansteigendem Überschwingen beim Umschalten des Hydraulikdrucks einen vorbestimmten Pegel oder einen Wert unterhalb von diesem einnimmt, als Meßwert verwendet, wodurch die Meßzeit verkürzt werden kann. Da bei der Geschwindigkeitsmeßtechnik gemäß dieser Ausführungsform der Bewegungs- bzw. Hubabstand in einer vorbestimmten Zeit gemessen wird, um die Geschwindigkeit zu ermitteln, kann die Meßzeit kürzer gemacht werden als im herkömmlichen Fall, insbesondere bei minimaler Geschwindigkeit. Selbst dann, wenn zahlreiche Punkte gemessen werden sollen, kann die zum Messen einer Arbeitskennlinie erforderliche Zeit bzw. Zeitdauer stark verringert werden.
In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform wird der tatsächlich gemessene Wert, wie vorstehend erläutert, automatisch in den festgelegten wert modifiziert und die Kennlinien der elektromagnetischen Proportionalsteuerventile 5 und 6 werden neu bzw. wieder zusammengesetzt bzw. erstellt und im Speicher 14 abgespeichert. Wenn die tatsächliche Maschine betätigt wird, können die Arbeitskennlinien aus dem Speicher 14 derart ausgelesen werden, daß die elektromagnetischen Proportionalsteuerventile 5 und 6 gesteuert sind. Außerdem kann die Inspektion zum Zweck der Auslieferung in kurzer Zeit bewirkt werden, während die Kennlinien in einer Spritzgußfertigungsstätte automatisch eingestellt werden können, zu welcher die Maschine ausgeliefert wird.
Obwohl die vorstehend erläuterte Ausführungsform für ein Beispiel erläutert ist, bei welchem der Einspritzzylinder 1 zum Einsatz gelangt, kann bei einem elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventil zur Drucksteuerung eines sich schlie ßenden Zylinders eine Arbeitskennlinie durch dasselbe Druckmeßverfahren modifiziert werden, während der sich schließende Zylinder in einen geschlossenen bzw. verschlossenen Zustand eingestellt ist. Bei einem elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventil vom Gegendrucktyp kann außerdem eine Arbeitskennlinie in einem bzw. mittels eines Verfahrens modifiziert werden, das ähnlich zu dem vorstehend erläuterten ist, wenn dem Ventil Drucköl zugeführt wird, während der Einspritzzylinder in einen geschlossenen Zustand überführt bzw. eingestellt ist.
Die vorstehend erläuterte Ausführungsform betrifft denjenigen Fall, bei welchem die Erfindung auf einen Hydraulikkreis zum Betätigen unterschiedlicher Arten von Zylindern (Einspritzzylinder und dergleichen) in der Spritzgußmaschine angewendet wird; ohne hierauf beschränkt zu sein, ist die vorliegende Erfindung jedoch auf unterschiedliche Vorrichtungsarten anwendbar, bei welchen ein Hydraulikkreis zum Betätigen eines Hydraulikzylinders mit einem elektromagnetischen Proportionalsteuerventil ausgerüstet ist, wobei hierbei ähnliche vorteilhafte Wirkungen erzielt werden, wie diejenigen, die vorstehend im einzelnen erläutert sind.
Somit ist ein Verfahren zum Messen einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils geschaffen, welches es erlaubt, dass die Arbeitskennlinie in einer kurzen Zeitperiode automatisch gemessen wird, um die für eine Inspektion bei der Auslieferung erforderliche Zeit zu verkürzen.
Ferner ist ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Hydraulikzylinders geschaffen, welches es erlaubt, dass der Hydraulikzylinder konstant mit hoher Genauigkeit in Übereinstimmung mit der automatisch gemessenen Arbeitskennlinie gesteuert werden kann.
Außerdem ist ein Verfahren zum Modifizieren einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionalsteuerventils geschaffen, welches es erlaubt, dass eine Arbeitskennlinie in einem Speicher gehalten wird, um nach dem Ausliefern der Maschine automatisch modifiziert zu werden, so dass die Arbeitskennlinie, die mit dem aktuellen Zustand übereinstimmt, stets beibehalten werden kann.

Claims

Verfahren zum Messen der Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils (6) in einem Hydraulikkreis mit einem Hydraulikzylinder (1), wobei das Proportionaldrucksteuerventil (6) den Hydraulikzylinder (1) durch Variation des Hydraulikdrucks in Abhängigkeit von einem Laststrom beaufschlagt, umfassend die Schritte: (a) schrittweises Ändern des Laststroms für das Proportionaldrucksteuerventil (6) bei geschlossenem Hydraulikkreis; (b) mehrmaliges Messen des Drucks des Hydraulikkreises in vorbestimmten Zeitintervallen nach jeder Laststromänderung; (c) Vergleich der Druckdifferenz (ΔP) zwischen dem zuletzt gemessenen Druckwert und dem zuvor gemessenen Druckwert mit einer Bezugsgröße (e) nach jeder Laststromänderung; und (d) Verwenden des zuletzt gemessenen Druckwerts als repräsentativen Druck für den vorliegenden Laststrom für die Arbeitskennlinie, falls die Druckdifferenz (ΔP) kleiner oder gleich der Bezugsgröße (e) ist.
Verfahren zum Messen der Geschwindigkeits/Strom-Kennlinie eines elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventils (5) in einem Hydraulikkreis mit einem Hydraulikzylinder (1) und einem Tauchkolben (2), wobei das Proportionaldurchsatzsteuerventil (5) den Hydraulikzylinder durch Variation des Durchsatzes in Abhängigkeit von einem Laststrom beaufschlagt, umfassend die Schritte: (a) schrittweises Ändern des Laststroms für das elektromagnetische Proportionaldurchsatzsteuerventil (5), um den Hydraulikzylinder (1) zu betätigen; (b) Messen einer Bewegungs- bzw. Hubstrecke des hydraulischen Tauchkolbens (2) des Hydraulikzylinders (1) in einer vorbestimmten Zeit nach jeder Änderung des Laststroms; (c) Berechnen der Geschwindigkeit des hydraulischen Tauchkolbens (2) basierend auf der gemessenen Hubstrecke für jede Änderung des Laststroms; und (d) Verwendung der berechneten Geschwindigkeit als repräsentative Geschwindigkeit für eine Geschwindigkeits/Strom-Kennlinie.
Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Hydraulikzylinders (1) in einem Hydraulikkreis und einem Tauchkolben (2) durch ein elektromagnetisches Proportionaldrucksteuerventil (6), welches einen Hydraulikdruck des Hydraulikkreises variiert und in Abhängigkeit von seinem Laststrom steuert, wobei eine gemäß Anspruch 1 gemessene Arbeitskennlinie in einem Speicher (14) gespeichert ist, umfassend die Schritte (e) Auslesen eines Arbeitskennlinienwerts, welche einem für die Beaufschlagung des Hydraulikzylinders (1) zuzuordnenden Hydraulikdruck entspricht; (f) Umwandeln des ausgelesenen Arbeitskennlinienwerts in einen Ausführungsstrom; und (g) Anlegen des Ausführungsstroms an das elektromagnetische Drucksteuerventil (6).
Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Hydraulikzylinders (1) in einem Hydraulikkreis und einem Tauchkolben (2) durch ein elektromagnetisches Proportionaldurchsatzsteuerventil (5), welches einen Durchsatz des Hydraulikkreises variiert und gemäß seinem Laststrom steuert, wobei eine gemäß Anspruch 2 gemessene Geschwindigkeits/Strom-Kennlinie des Proportionaldurchsatzsteuerventils (5) in einem Speicher (14) gespeichert ist, umfassend die Schritte: (e) Auslesen eines Geschwindigkeits/Strom-Kennlinienwerts aus dem Speicher (14), welcher einem zur Beaufschlagung des Hydraulikzylinders (1) zuzuordnenden Durchsatz entspricht; (f) Umwandeln des ausgelesenen Kennlinienwerts in einen Ausführungsstrom; (g) Anlegen des Ausführungsstroms auf das elektromagnetische Proportionaldurchsatzsteuerventil (5).
Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Hydraulikzylinders (1) in einem Hydraulikkreis und einem Tauchkolben (2) durch ein elektromagnetisches Proportionaldrucksteuerventil (6), welches einen Hydraulikdruck des Hydraulikkreises variiert und in Abhängigkeit von seinem Laststrom steuert, wobei zu gemäß Anspruch 1 in Korrelation zu dem Laststrompegel gemessenen Druckwerten Zwischenwerte approximiert werden, um eine kontinuierliche Funktion zu bestimmen, welche in einem Speicher (14) als eine Arbeitskennlinie des elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils (6) gespeichert ist, umfassend die Schritte: (e) Auslesen der kontinuierlichen Funktion aus dem Speicher (14) zum Betrieb des hydraulischen Zylinders (1); (f) Berechnen eines Ausführungsstrompegels auf der Grundlage der kontinuierlichen Funktion, welche in dem Speicher (14) gespeichert ist, und eines Zieldruckwerts, welcher auf den Hydraulikzylinder (1) auszuüben ist; und (g) Anlegen eines dem berechneten Ausführungsstrompegels entsprechenden Stroms an das elektromagnetische Proportionaldrucksteuerventil (6) zur Steuerung des Betriebszustands des Hydraulikzylinders (1).
Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Hydraulikzylinders (1) und einem Tauchkolben (2) in einem Hydraulikkreis durch ein elektromagnetisches Proportionaldurchsatzsteuerventil (5), welches einen Durchsatz des Hydraulikkreises variiert und entsprechend seinem Laststrom steuert, wobei zu gemäß Anspruch 2 in Korrelation zu dem Laststrom gemessene Geschwindigkeiten Zwischenwerte approximiert werden, um eine kontinuierliche Funktion zu bestimmen, welche in einem Speicher (14) als eine Geschwindigkeits/Strom-Kennlinie gespeichert wird, umfassend die Schritte: (e) Berechnen eines Ausführungsstrompegels auf der Grundlage sowohl der kontinuierlichen Funktion, welche in dem Speicher (14) gespeichert ist, als auch eines Zielwerts für eine Geschwindigkeit des Tauchkolbens (2) des Hydraulikzylinders (1); und (f) Anlegen eines Laststroms entsprechend dem berechneten Ausführungsstrompegels an das elektromagnetische Proportionaldurchsatzsteuerventil (5), um dadurch den Betrieb des Hydraulikzylinders zu steuern.
Verfahren zum Modifizieren einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionaldrucksteuerventils (6), welches den Hydraulikzylinder (1) durch Variation des Hydraulikdrucks in Abhängigkeit eines Laststroms steuert, wobei Arbeitskennlinienwerte in Korrelation zu dem Laststrom in einem Speicher (14) als eine Kennlinienkurve zur Steuerung des Betriebs des Hydraulikzylinders (1) gespeichert sind, umfassend die Schritte: (a) Zuordnen eines Hydraulikdruck-Zielwerts des Hydraulikkreises; (b) Auslesen eines Laststrompegels des elektromagnetischen Drucksteuerventils (6) entsprechend dem zugeordneten Zielwert aus der in dem Speicher (14) gespeicherten Kennlinienkurve; (c) Anlegen eines Laststroms entsprechend dem ausgelesenen Laststrompegels an das elektromagnetische Proportionaldrucksteuerventil (6); (d) Messen eines tatsächlichen Druckwerts des Hydraulikkreises entsprechend dem angelegten Druckstrom; (e) Vergleich einer Druckdifferenz (ΔP) zwischen dem zuletzt gemessenen Druckwert und dem zuvor gemessenen Druckwert mit einer Bezugsgröße (e); (f) Verwenden des zuletzt gemessenen Druckwerts als repräsentativen Druck für den vorliegenden Laststrom, falls die Druckdifferenz (ΔP) kleiner oder gleich der Bezugsgröße (e) ist; (g) Auslesen eines Laststrompegels des Proportionaldrucksteuerventils (6) entsprechend dem verwendeten Wert aus der in dem Speicher (14) gespeicherten Kennlinienkurve; (h) Addieren oder Subtrahieren einer Differenz zwischen den in Schritt (b) und Schritt (g) ausgelesenen Laststrompegeln zu bzw. von dem in Schritt (b) ausgelesenen Laststrompegel, um einen modifizierten Laststrompegel zu erhalten; und (i) Schreiben des modifizierten Laststrompegels als das Ergebnis der Addition oder Subtraktion in den Speicher (14), um dadurch den in Schritt (b) ausgelesenen Laststrompegel der Kennlinienkurve in dem Speicher (14) zu korrigieren.
Verfahren zum Modifizieren einer Arbeitskennlinie eines elektromagnetischen Proportionaldurchsatzsteuerventils (5), welches einen Hydraulikzylinder (1) durch Variation des Durchsatzes in Abhängigkeit von einem Laststrom steuert, wobei der Kennlinienwert dem Laststrom entspricht und zuvor in einem Speicher (14) als eine Kennlinienkurve zur Steuerung des Betriebs des Hydraulikzylinders (1) in einem Hydraulikkreis gespeichert wurde, umfassend die Schritte: (a) Zuordnen eines Durchsatz-Zielwerts des Hydraulikkreises; (b) Auslesen eines Laststrompegels des Proportionaldurchsatzsteuerventils (5) entsprechend dem zugeordneten Zielwert aus der in dem Speicher (14) gespeicherten Kennlinienkurve; (c) Anlegen eines Laststroms, welcher dem ausgelesenen Laststrompegel des Proportionaldurchsatzsteuerventils (5) entspricht; (d) Messen einer Bewegungsstrecke des hydraulischen Tauchkolbens (2) des Hydraulikzylinders (1) in einer vorbestimmten Zeit für den angelegten Laststrom; (e) Berechnen einer Geschwindigkeit des Tauchkolbens (2) auf der Grundlage der gemessenen Bewegungsstrecke für den angelegten Laststrom; (f) Berechnen eines Durchsatzes auf der Grundlage der berechneten Geschwindigkeit für den angelegten Laststrom; (g) Verwenden des berechneten Durchsatzes als ein tatsächlicher Durchsatzwert des Hydraulikkreises (1) entsprechend dem angelegten Laststrom; (h) Auslesen eines Laststrompegels des Proportionaldurchsatzsteuerventils (5) entsprechend dem verwendeten tatsächlichen Wert aus der in dem Speicher (14) gespeicherten Kennlinienkurve; (i) Addieren oder Subtrahieren einer Differenz zwischen den in Schritt (b) und in Schritt (h) ausgelesenen Laststrompegeln zu oder von dem in Schritt (b) ausgelesenen Laststrompegel, um einen modifizierten Laststrompegel zu erhalten; und (j) Schreiben des modifizierten Laststrompegels als das Ergebnis der Addition oder Subtraktion in den Speicher (14), um dadurch den in Schritt (b) ausgelesenen Laststrompegel der Kennlinienkurve in dem Speicher (14) zu korrigieren.
Verfahren nach Anspruch 1, 3, 5 oder 7, wobei das Proportionaldrucksteuerventil (6) den Hydraulikzylinder (1) auch durch Variation des Durchsatzes beaufschlagt bzw. steuert.
Verfahren nach Anspruch 2, 4,6 oder 8, wobei das Proportionaldurchsatzsteuerventil (5) den Hydraulikzylinder (1) auch durch Variation des Hydraulikdrucks beaufschlagt bzw. steuert.
Verfahren nach Anspruch 2, 4, 6 oder 8, wobei in Schritt (a) der Hydraulikkreis geschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Approximation durch Interpolation erfolgt.