Verfahren zur Überwachung des mit Hilfe einer Programmsteuerung automatisch ablaufenden Arbeitskreislaufes von Spritzguss-, Press- oder Blasautomaten zur Verarbeitung von Kunststoffen
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung des mit Hilfe einer Programmsteuerung automatisch ablaufenden Arbeitskreislaufes von Spritzguss-, Press- oder Blasautomaten zur Verarbeitung von Kunststoffen.
Automaten zur Verarbeitung von Kunststoffen stellen innerhalb eines Arbeitskreislaufes aus dem in Granulatform vorliegenden Kunststoff den jeweiligen fertigen Gegenstand her, wobei in diesem Arbeitskreislauf mehrere unterschiedliche Arbeitsoperationen nacheinander ausgeführt werden müssen, wie beispielsweise das Erhitzen des Kunststoffgranulats, das Ausspritzen des plastifizierten Kunststoffs in die jeweilige Form, die Ausformung des Gegenstandes in der Form und das Ausstossen des fertigen Gegenstandes aus der Form. Die Antriebsorgane des Automaten müssen zur Durchführung eines solchen Arbeitskreislaufes in Abhängigkeit von der jeweiligen Art des Automaten und in Abhängigkeit von dem jeweils herzustellenden Gegenstand in unterschied; licher Zeit- und Reihenfolge betätigt werden.
Eine solche Betätigung des Automaten zur Durchführung eines Arbeitskreislaufes kann im Interesse der Automatisierung der Fertigung selbsttätig, d. h. ohne Anwesenheit des Bedienungspersonals, erfolgen. Zu die sem Zweck wird der Automat mit einer Programmsteuerung versehen, die auf die jeweilige Form des Automaten und auf die Form des herzustellenden Gegenstandes abgestellt ist und die die Betätigung der Antriebsorgane des Automaten steuert.
Zur Überwachung derartiger, mit Programmsteuerung ausgestatteter Automaten zur Verarbeitung von Kunststoffen ist es bekannt, sogenannte Ausfall- und Werkzeugsicherungen zu benutzen, die den Automaten und das Werkzeug durch hängengebliebene Teile vor Schaden schützen. Bei den bekannten Ausfallsicherungen wird der Beginn der Schliessbewegung der Spritzform so lange verhindert, bis das aus der Form abfallende Fertigteil die Kontakte der Ausfallsicherung betätigt hat. Erfolgt eine Betätigung der Kontakte nicht, so hat das Fertigteil die Form nicht verlassen. In diesem Fall wird eine erneute Schliessbewegung der Form verhindert, um eine Beschädigung des Automaten durch das hängengebliebene Fertigteil zu verhindern. Die bekannte Werkzeugsicherung verhindert ebenfalls das Schliessen der Form, wenn sich zwischen den Formhälften ein Fremdkörper befindet.
Die bekannten Sicherungen verhindern somit eine Beschädigung des Automaten, wenn das Fertigteil nicht einwandfrei aus der Form ausgestossen ist oder wenn die Spritzform nicht zur Aufnahme eines neu auszuformenden Teils zur Verfügung steht, sie schlie ssen jedoch eine Beschädigung des Automaten bei Störungen nicht aus, die ihre Ursache nicht von dem zu fertigenden Gegenstand ableiten. Trotz der bekannten Sicherungen ist daher die dauernde Über- wachung des Automaten durch die Bedienungsperson erforderlich, wenn eine störungsfreie Funktion gewährleistet werden soll und bei auftretenden Störungen eine Beschädigung des Automaten verhindert werden soll.
Solche möglichen Störungen können eine vielfache Ursache haben; beispielsweise können sie da durch bedingt sein, dass kurzzeitig die gesamte Stromzuführung vom Netz her ausfällt. Weiterhin kann an der Maschine selbst ein Verschleiss eintreten, beispielsweise kann ein Heizband durchbrennen und die Plastifizierung der Masse unterbrechen. Eine weitere Störung kann bei ungünstigem Granulat in der Zuführung des Rohmaterials auftreten. Schliesslich kann die Zufuhr des Kühlwassers oder der Pressluft ganz oder teilweise unterbrochen werden. Werden derartige Störungen nicht kurzfristig beseitigt, so können schwerwiegende Schäden an dem Automaten auftreten, die eine teilweise Demontage des Automaten erforderlich machen und somit bis zu ihrer Behebung einen langen Ausfall des Automaten zur Folge haben.
Es kann beispielsweise bei einem Spritzgussautomaten das im Spritzzylinder befindliche Material durch dauernde Wärmeeinwirkung verbrennen und damit eine Demontage des Plastifizierungszylinders erforderlich machen.
Die Anmelderin hat erkannt, dass sich eine Beschädigung des Automaten in Abhängigkeit von einer an sich beliebig auftretenden Störung mit Sicherheit vermeiden lässt, wenn die für einen geschlossenen Arbeitskreislauf erforderliche Zeit überwacht wird; diese Zeit eines Arbeitskreislaufes setzt sich zusammen aus der Produktionszeit und aus der Standzeit. Jede auftretende Störung hat entweder eine Vergrösserung der Produktionszeit oder der Standzeit der Antriebsaggregate des Automaten zur Folge, so dass eine sofortige Ausschaltung des gesamten Automaten bei Überschreiten der Stand- oder der Produktionszeiten eine Beschädigung der Maschine ausschliesst.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die für einen geschlossenen Arbeitskreislauf erforderliche Zeit durch zwei Schaltuhren kontrolliert wird, von denen die eine die Produktionszeit, die andere die Standzeit des Automaten überwacht, wobei jede Schaltuhr den Automaten bei Erreichen der auf ihr eingestellten Zeitdauer stillsetzt und bei Nichterreichen dieser Zeitdauer auf den Ausgangspunkt zurückkehrt. Durch die erfindungsgemäss angeordneten Schaltuhren für die Produktionszeit und die Standzeit wird der Ablauf eines Arbeitskreislaufes überwacht, wobei bei einer durch eine Störung auftretenden Verlängerung der auf den Schaltuhren eingestellten Zeit eine Still, setzung des Automaten erfolgt, während bei zeitgerechtem Ablauf des Arbeitskreislaufes die Schaltuhren in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt werden.
Die Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kennzeichnet sich dadurch, dass die getrennten Stromkreise für den Antrieb und die Heizung des Automaten über getrennte Arbeitskontakte eines unter Spannung stehenden Relais geführt sind, und dass in dem Speisestrom dieses Relais zwei Ruhekontakte hintereinander liegend angeordnet sind, die durch zwei andere Relais betätigt werden, die ihrerseits durch die Schaltuhr für die Standzeit und die Schaltuhr für die Produktionszeit bei tXberschrei- tung der auf ihnen eingestellten Zeiten eingeschaltet werden. Auf diese Weise wird erreicht, dass bei Über- schreitung der auf den Schaltuhren eingestellten Zeiten in jedem Falle eine Ausschaltung der Stromkreise für den Antrieb und für die Heizung automatisch erfolgt.
Zum Betrieb dieser Anordnung ist zweckmässig an dem Stromkreis für den Antrieb des Automaten ein von Hand betätigbarer Schalter und ein hinter diesem liegender, bei Beendigung der Laufzeit und bei Beendigung der Standzeit mechanisch betätigter Endschalter angeordnet, der zwei getrennte wechsel weise öffnende und schliessende Kontakte besitzt, von denen der eine die Schaltuhr für die Produktionszeit, der andere die Schaltuhr für die Standzeit einschaltet, wenn der Handschalter geschlossen ist.
Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden bei Überschreitung der auf den Schaltuhren eingestellten Zeiten diesen zugeordnete Umschaltkontakte betätigt, die das jeweils zugeordnete Relais an Spannung legen, das wiederum durch Öffnung seines Ruhekontaktes den Stromkreis des die Kreise für Antrieb und Heizung beeinflussenden Relais unterbricht, wobei dieses letztere Relais durch Öffnung seiner Arbeitskontakte die Stromkreise für iden Antrieb und für die Heizung des Automaten unterbricht.
Das die Stromkreise des Automaten beeinflussende Relais besitzt vorteilhaft einen zusätzlichen Ruhekontakt, der in einem beispielsweise durch eine Batterie gespeisten Signalkreis liegt, in dem ein weiterer Arbeitskontakt des Handschalters liegt.
Um eine Ausschaltung beider Schaltuhren zu vermeiden, sind zweckmässig die Kontakte des mechanisch betätigten Endschalters so ausgebildet, dass sie sich in ihrer Schaltfunktion einander überschneiden, so dass bei Eintritt einer Störung in der Bewegung des Endschalters niemals beide Schaltuhren abgeschaltet werden können.
Der mechanisch betätigte Endschalter, der bei Übergang von der Produktionszeit auf die Stand oder Ruhezeit mechanisch eingeschaltet oder freigegeben wird, braucht nicht unbedingt am Ende der Produktionszeit bzw. am Anfang der Standzeit betätigt und am Ende der Standzeit bzw. am Anfang der Produktionszeit wieder freigegeben zu werden.
Er kann ebensogut an allen den Stellen eingesetzt werden, an denen in Abhängigkeit von der Bewegung eines oder mehrerer Antriebsaggregate innerhalb eines Arbeitskreislaufes eine Betätigung und Freigabe möglich ist. In diesem Falle sind die beiden Schaltuhren nicht für die Stand- und Produktionszeit, sondern jeweils für den ihnen zugeordneten Zeitabschnitt eines Arbeitskreislaufes bestimmt. Die Summe der beiden auf den Schaltuhren eingestellten Zeiten muss unter Vernachlässigung der erforderlichen Zeitzuschläge bei der Einstellung immer der Gesamtzeit eines Arbeitskreislaufes entsprechen. Zur Speisung der Batterie wird zweckmässigerweise ein Dauerladegerät verwendet, da damit die Batterie im Falle einer Abschaltmeldung stets aufgeladen ist und selbst bei gleichzeitigem Netzausfall die Kontrolllampe ausreichend lange leuchten lassen kann.
Selbstverständlich kann anstelle oder parallel zur Kontrolllampe ein akustisches Signal oder ein Selbstwähler angeschlossen werden, wobei der letztere das Bedienungspersonal telephonisch informieren kann.
Die beiliegende Zeichnung zeigt ein Schaltbild der nach dem erfindungsgemässen Verfahren arbeitenden Vorrichtung für einen Spritzgussautomaten, der üblicherweise mit einem Spritzmotor und mit einem Schliessmotor ausgestattet ist zur Betätigung des Spritzzylinders und der Spritzform, und der eine Einrichtung zur Beheizung des Kunststoffgranulats und Ventile für Druckluft und Kühlwasser besitzt.
Der Automat wird bei offenem Handschalter 1, d. h. bei geöffneten Kontakten 1, 2 und 3, 4 des Handschalters 1, eingefahren. Die beiden Relais 5 und 6 bleiben dadurch ausgeschaltet, wobei wiederum die den Relais 5 und 6 zugeordneten Kontakte 1, 2 das Relais 7 eingeschaltet halten. Die Steuertransformatoren 11, 12 speisen über das Relais 7 mit den diesen zugeordneten Kontakten 1, 2 und 3, 4 die Steuerstromkreise des Automaten für Antrieb und Heizung. Das an der Steuerspannung für den Antrieb liegende magnetische Ventil 10 wird betätigt und öffnet die Kühlwasserzuleitung. Der Stromkreis von der Batterie 8 über die Kontrollampe 9 ist durch den Kontakt 5, 6 des angezogenen Relais 7 und durch die Kontakte 3, 4 des offenen Handschalters 1 unterbrochen.
Nachdem der Automat so eingefahren ist, dass er für jeden Arbeitskreislauf eine konstante Zeit einhält, werden die Schaltuhren 3, 4 auf die maximalen Zeiten eingestellt; darauf wird der Hands schalter 1 geschlossen. Am Ende der Produktionszeit wird der Endschalter 2 mechanisch betätigt und schaltet mit seinem Kontakt 3, 4 die Schaltuhr 4 für die Produktionszeit aus und mit seinem Kontakt 1, 2 die Schaltuhr 3 für die Standzeit ein. Die während eines Arbeitskreislaufes ablaufenden Zeitwerte aus den Schaltuhren 3 und 4 für die Standund die Produktionszeit werden zuzüglich einer Reserve von etwa einer Sekunde eingestellt, womit die erfindungsgemässe Anordnung voll betriebsbereit ist.
Beim Betrieb der erfindungsgemässen Anordnung gen sind drei Störungsfälle möglich, und zwar: a) die Produktionszeit wird als Folge einer Störung verlängert, b) die Pausenzeit wird als Folge einer Störung verlängert, c) die mechanische Bewegung fällt während der Betätigung des Endschalters 2 als Folge einer Störung aus.
Im Störungsfalle a) erregt der Kontakt 3, 4 des Endschalters 2 die Schaltuhr 4 für die Produktionszeit länger, als dem auf ihr eingestellten Wert entspricht. Die Schaltuhr 4 erreicht die Endstellung und schliesst ihren Kontakt 1, 3; hierdurch zieht das Relais 6 an, öffnet seinen Kontakt 1, 2 und schaltet damit das Relais 7 aus; die Kontakte des Relais 7 werden umgeschaltet, wobei der Stromkreis für den Antrieb durch den Kontakt 1, 2, der Stromkreis für die Heizung durch den Kontakt 3, 4 unterbrochen wird und damit der Automat ausgeschaltet wird; gleichzeitig wird der Kontakt 5, 6 des Relais 7 geschlossen und die Kontrollampe 9 an adie Batterie 8 angeschaltet, da zufolge der Einschaltung des Hand schalters 1 der Kontakt 3, 4 geschlossen ist.
Gleichzeitig wird das magnetische Ventil 10 ausgeschaltet und schliesst die Kühlwasserzuleitung.
Im Störungsfall b) erregt der Kontakt 1, 2 des zu Beginn der Standzeit betätigten Endschalters 2 die Schaltuhr 3 für die Standzeit länger, als dem auf ihr eingestellten Wert entspricht. Die Schaltuhr 3 erreicht ihre Endstellung und schliesst ihren Kontakt 1, 3, wodurch das Relais 5 anzieht und mit seinem Kontakt 1, 2 das Relais 7 ausschaltet. Die Abschaltung des Automaten erfolgt dann in der gleichen Weise, wie zu Punkt a) geschildert.
Im Störungsfall c) arbeitet die Anordnung wie folgt: Der Endschalter 2 ist mit Überschneidung seiner Kontakte ausgelegt, d. h. der Kontakt 1, 2 schliesst sich früher, als der Kontakt 3, 4 sich öffnet.
Hierdurch wird erreicht, dass bei Ausfall der Bewegung während der Betätigung des Endschalters 2 die Möglichkeit ausgeschlossen wird, dass beide Schaltuhren 3, 4 ausgeschaltet werden können und dadurch eine Kontrolle der Stand- bzw. Produktions- zeit ausfällt. Es bleibt, stets die eine, möglicherweise jedoch beide Schaltuhren erregt, die dann jeweils das Relais 5 oder 6 oder beide Relais 5, 6 nach Erreichen der eingestellten Werte einschalten undl damit das Relais 7 ausschalten. Die Abschaltung des Automaten erfolgt dann in gleicher Weise, wie unter Punkt a) geschildert.
Das Verfahren nach der Erfindung dient vorzugsweise zur Überwachung von unbeaufsichtigten, produzierenden Spritzgussmaschinen, Pressen oder Blasautomaten zur Verarbeitung von Kunststoffen. Es erfordert eine Abschaltung bzw. Abschaltmeldung, sobald eine zeitliche Veränderung des Arbeitskreislaufes als Folge einer beliebigen Störung auftritt. Da aber die zu einem Arbeitskreislauf gehörenden Stand und Laufzeiten der Antriebsaggregate ausschlaggebend für die Stückzahl und gleichzeitig für die gefertigten Teile sind, kann das Verfahren auch zur Überwachung von beaufsichtigt produzierenden Maschinen der genannten Art angewandt werden. Das Verfahren führt dann auch eine Abschaltung bzw.
Abschaitmeidung aus, wenn das Bedienungspersonal unbefugt eine zeitliche Veränderung des Arbeitskreislaufes herbeiführt. Diese Veränderung lässt sich durch Verstellung der Schaltuhren für die Standzeiten oder durch Veränderung der Gänge in den Getrieben der Antriebs aggregate vornehmen.
Die Schaltuhren für die Minimal- und Maximalzeit bzw. für die Produktions- und Standzeit mit dem jeweiligen Schalter 1 sind in einem abschliessbaren Gehäuse untergebracht, damit nur von einer befugten Person die günstigsten Werte für den zu fertigenden Artikel eingestellt werden können.