TWI809164B - 熱流道設備、射出成型機器、以及資料擷取方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於射出成型機器的熱流道設備(14)，其中該熱流道設備具有至少一個熱流道系統(11)、與至少一個感測器、致動器及/或啟動器，其可經由尤其是線路的一個或多個訊號及/或資料路徑而連接到控制與調節設備，其中處理資料及/或處理訊號可經由該一個或多個訊號及/或資料線路而傳輸，其中該熱流道設備更包含資料擷取與備份設備(1,2)，其設計為至少用於擷取及儲存在該射出成型機器的操作期間於熱流道系統(11)所擷取的部分或所有處理資料及/或訊號且其為熱流道設備(14)的功能整合構件。

Description

熱流道設備、射出成型機器、以及資料擷取方法
本發明關於根據申請專利範圍請求項1的前言所述之一種熱流道設備。
一種熱流道設備形成為一種射出成型機器的部分而作為構建，射出成型機器具有例如設計為擠壓機之至少一個塑化單元以及可打開且可閉合的模具。
該模具還具有第一模具半部與第二模具半部。一種加熱的熱流道系統被安裝在該模具的一個半部。熱流道系統的任務透過一種歧管與噴嘴系統以高於玻璃轉變或晶體熔融溫度的溫度而將加壓的熔化物指引到模具的一個或多個腔部。可具有作為構件之噴嘴、歧管與澆口套筒以及若必要的另外構件。
按此說明書的意義，一種熱流道設備具有用於熱熔化物之通過的該種熱流道系統且還具有電性及/或電子構件，其可經由熱流道設備的控制與調節設備而連接到射出成型機器之中央管轄的控制與調節設備或其也可在控制及/或調節整個射出成型處理之操作中被連接。熱流道設備的電性及/或電子構件包括一個或多個感測器。此外，這些構件通常包括至少一個溫度控制迴路，其由至少一個加熱器與至少一個溫度偵測器或感測器所組成。
在熱流道設備之熱流道系統中，噴嘴、歧管與澆口套筒構件藉由 加熱器所回火，於此處形成加熱區。各個個別的加熱區可分別控制。針對於此，每個加熱區的溫度使用一種適合的溫度測量方法(例如：熱元件及/或熱電偶)所測量且接著作為用於熱流道設備的控制及/或調節設備之輸入或控制變數。
通常，在含有熱流道系統與其關聯的構件之模具半部內，即：熱流道技術(在此亦稱為熱流道設備)，加熱器與熱電偶的連接纜線被一起匯集在接線盒中以形成至少一個插頭。使用另外的插頭與纜線，熱流道設備被連接到熱流道設備的控制設備。
關於技術背景，應提到DE 112008001188與DE 102013012914。DE 112008001188揭示一種具有控制與調節設備的射出成型機器，其包含記憶體設備，該記憶體設備連接到熱流道歧管且儲存用於將處理資料與訊號傳送到射出成型機器的控制及/或調節設備之資訊。
DE 102013012914描述一種第一控制設備，其接收來自熱流道系統的訊號且將其轉送到更高階的第二控制設備。
本發明之目的是進一步使先前技藝為最佳化，藉以達成改良的監測機器之操作。
本發明藉由請求項1的設備、請求項14的射出成型機器與請求項15的方法而解決此目的。有利的實施例可見於附屬請求項中。
根據請求項1，產生了以下的標的：一種用於射出成型機器的熱流道設備，其中該熱流道設備具有至少一個熱流道系統、與至少一個感測器、致動器及/或啟動器，其可經由尤其是線路的一個或多個訊號及/或資料路徑而連接到控制與調節設備，其中處理資料及/或處理訊號可經由該一個或多個訊號及/或資料線路而傳輸，其中該熱流道設備更具有資料擷取與確保設備，其被連接 到至少一個訊號及/或資料路徑、被設計以至少用於擷取及儲存在射出成型機器的操作期間於熱流道系統所擷取之部分或所有的處理資料及/或訊號、且為熱流道設備的功能整合構件。
尤其，可能將關於熱流道設備的操作狀態之處理資料直接儲存在熱流道設備而無關於熱流道設備的控制及/或調節設備之功能與操作。亦可思及的是，在較長週期或甚至在熱流道設備的整個使用期間儲存此處理資料，其中，亦可思及的是時常將處理資料重新安置到另一個位置且將其進一步儲存，例如：在資料雲端。此亦使得可定義在整個熱流道壽命週期對於熱流道設備的儲存處理資料之永久且固定的功能分配。
然而，根據先前技術，關於熱流道設備的操作狀態之處理資料儲存在直接分配給熱流道設備的設備中。此外，在整個熱流道壽命週期間，通常沒有對於熱流道設備之控制及/或調節設備之永久且固定的分配。缺少分隔開的單元，其經由熱流道系統而直接且專門儲存及評估處理資料。本發明以簡單方式來排除此缺點。
該設計可較佳為使得該控制與調節設備為熱流道設備之控制與調節設備，且其可連接到射出成型機器之另一個中央、更高階的控制與調節設備或和其一起操作，藉此則資料及/或訊號可較佳為雙向交換。
一種變化可以一種簡單方式而提供，像是一個或多個資料路徑設計為電氣或光學線路或無線路徑，且資料擷取與保全設備連結或連接到彼等電氣及/或光學線路或路徑，以使得資料擷取與保全設備能夠拾取必要的訊號與資訊，接著儲存作為處理資料。
關於確實的設計或電路實施有各種的替代者。尤其，可為有利提供的是，資料擷取與保全設備具有連接到至少一個感測器、致動器及/或啟動器的至少一個測量值擷取設備以及連接到測量值擷取設備之至少一個記憶體與分 析設備。以此方式，一方面為測量值擷取與參數擷取以及另一方面為儲存的二個任務可功能性地適當分開且實現。
根據一個適當實施例，可提供的是，熱流道系統具有至少一個噴嘴、至少一個歧管與至少一個澆口套筒來作為機械建構的構件。
根據一個適當實施例，可提供的是，熱流道設備之資料擷取與資料備份設備設計以記錄或擷取、儲存、及/或分析直接來自熱流道系統的處理資料而無關於特別是熱流道設備之控制與調節設備，且亦較佳為無關於射出成型機器之更高階的控制與調節設備。
若該記憶體與分析設備具有其本身的電腦單元，而所述電腦單元具有微處理器單元與資料記憶體，則是有利的。
記憶體與分析設備亦可分成二個功能設備，即：儲存設備與分析設備。此亦歸屬於記憶體與分析設備的概念。
舉例來說，可思及的是，僅為直接儲存或並行直接將捕捉資料儲存在資料雲端且若必要時在該處或在新的下載之後而將其分析。在此情形，資料雲端可承擔資料備份設備的功能或記憶體與分析設備之記憶體設備的任務。於是，僅需要有一個介面針對於往來雲端的雙向傳輸。亦可提供的是，熱流道設備14具有一個編碼/標籤/IP位址，使得在雲端的資料可獨特分配給其。以在資料雲端中的資料儲存而論，分析設備可直接提供在熱流道系統或選用在別處。亦可有電腦單元直接附接到該測量值擷取設備，其設計以允許在資料雲端中的資料之儲存及/或分析。
亦為有利的是，若資料儲存在非揮發性記憶體中，則處理資料甚至可在電力故障之後而再次讀出。
申請專利範圍請求項15進而提供的是，用該測量值擷取單元在時間間隔所收集的處理資料將易於儲存在記憶體與分析設備中。選用而言，可為 有利提供的是，處理資料之分析在記憶體與分析設備中進行。
記憶體與分析設備可儲存處理資料，諸如：溫度資料及/或壓力資料及/或週期資料及/或在針的位置、速度與衝程之處理資料。
1:測量值擷取設備
2:記憶體與分析設備
3:輸入介面
4:輸出介面
5:類比資料輸入
6:電源供應器連接
7:介面
8:乙太網路埠
9:USB埠
10:數位輸入
11:熱流道系統
12:插頭/連接器/介面
13:控制及/或調節設備
14:熱流道設備
15a-15d:線路
16a-16d:線路
17:纜線
100:射出成型機器
111:開關機殼
112:控制機殼
113:顯示單元
200:塑化單元
300:模具
310:熱模具半部
311:噴嘴
312:框板
313:熱電偶
314:針驅動器
320:模具半部
以下，本發明係藉由使用實施例實例參考圖式而更詳細解說。本發明係不限於上述實施例實例，在字面或等效之現有的保護範疇內而亦可用另一種方式來實現，其中：圖1顯示其配備有根據本發明的一種熱流道設備之射出成型機器的示意代表圖；圖2以示意代表圖來顯示(a)一種測量值擷取單元，(b)一種記憶體與分析單元；且圖3顯示一種熱流道設備的示意方塊圖。
圖1顯示一種射出成型機器100的示意代表圖，射出成型機器100具有構件為：用於塑化熔融的塑化單元200，其可設計為例如擠壓機；以及，可打開且可閉合的模具300。
模具300具有二個模具半部310與320。模具半部310在此亦同義稱為熱流道系統11(參閱：圖3)或包含這些中的一者。
熱流道系統11被定義為熱流道設備14的部分。熱流道設備包含熱流道系統11以及電氣及/或電子構件(亦參閱：圖2a、2b、與3)。
如先前技藝在開頭部分所說明的，熱流道系統11具有之目的為透過歧管與噴嘴系統(在此為圖1)以高於玻璃轉變或晶體熔融溫度的溫度而將加壓 的熔化物導引到模具的一個或多個腔部。可具有作為構件之至少一個噴嘴311、至少一個歧管(整合在框板312)與至少一個澆口套筒(整合在框板312)以及可能另外的機器元件或構件。
具有熱流道系統11之熱流道設備14亦具有電性及/或電子構件，其可被連接到熱流道設備14之更高階的控制與調節設備13，其可控制及/或調節所有的熱流道參數(例如：溫度)及/或整個射出成型處理。控制與調節設備在此由控制機殼111所象徵代表。此外，存有另一個控制機殼112，其可含有機器的另外構件，諸如：電源供應單元、等等。除此之外，控制機殼112還含有用於射出成型機器之另外的中央控制與調節設備，其中，射出成型機器之後者的控制與調節設備可和用於熱流道控制之熱流道設備14的控制與調節設備13而交換資料。
在熱流道設備14的熱流道系統11之中，作為構件之噴嘴311、歧管(整合在框板312)與澆口套筒(整合在框板312)藉由加熱器而回火，其中，形成加熱區。各個個別的加熱區分別調節。針對於此，每個加熱區的溫度使用一種適合的溫度測量方法(例如：熱元件及/或熱電偶313)來測量且接著作為用於熱流道設備14的控制及/或調節設備13之輸入或控制變數。
用於噴嘴311的針驅動器314亦可整合在熱流道設備14的熱流道系統11。各個各自的針驅動器314分別控制，其中，針驅動器將一個電性量傳送到熱流道設備14的控制及/或調節設備13。
通常，在含有熱流道系統與其關聯的構件之模具半部內，即：較佳為完整的熱流道技術(所謂的熱側，在此亦稱為熱流道設備)，加熱器與熱電偶的連接纜線在一個接線盒內而連接到至少一個連接器12(亦參閱：圖2)。
藉助於此插頭12以及任何其他的對應插頭與纜線，熱流道設備14連接到熱流道設備14之更高階的控制與調節設備13。
此外，根據本發明，熱流道設備14具有直接至少功能關聯於其之至少一個資料擷取與資料備份設備。此附加提供到熱流道設備14之更高階的控制與調節設備13且在功能上與其無關。因此無法連接到其。該資料擷取與資料備份設備亦可直接指定給熱流道設備14。
此資料擷取與資料備份設備在此具有測量值擷取設備1及記憶體與分析設備2(參閱：圖1與2)。
所述二個設備設計為二個結構上可分開的箱盒，其為有利的而非強制的。測量值擷取設備1及記憶體與分析設備2亦可設計為整和的箱盒。
熱流道設備14亦具有各種線路或纜線15a、b、c、d、16a、b、c、d以及作為外部介面12的至少一個插頭(參閱：圖1、2a、2b與3)。
尤其，熱流道設備14之更高階的控制設備13可連接到介面12且亦在操作期間被連接。
在圖3，顯示線路15a、b、c、d。所述線路15a、b、c、d用符號表示一個或多個訊號及/或資料路徑，特別是，一方面為熱流道系統11的感測器、致動器、及/或啟動器與類似者之間的電氣或光學或無線連接並且另一方面為介面12。
此意指的是，熱流道系統11的感測器、致動器、及/或啟動器經由介面12而直接連接到熱流道設備之更高階的控制設備13。此外，提供的是，測量值擷取設備1亦連接到熱流道系統的感測器、致動器、及/或啟動器，尤其用於監測射出成型過程的至少一個處理參數。舉例來說，測量值擷取設備1可經由線路15a、b、c、d的分支線路16a、16b、16c、16d或纜線或是藉由例如無線的其他方式而連接到感測器、致動器、及/或啟動器。
熱流道設備之資料擷取與資料備份設備設計以記錄、擷取、儲存、及/或分析直接來自熱流道系統11的處理資料而無關於熱流道設備14之更高 階的控制設備13。為此目的，資料擷取與備份設備至少包含構件：測量值擷取設備1及記憶體與分析設備2。尤其，後者的設備可獨立包含電腦單元，其可包含微處理器單元與資料記憶體。
藉著測量值擷取設備1，訊號與處理資料在操作期間被記錄，特別是熱流道系統11的操作處理訊號與資料及/或來自熱流道系統11的測量值，因此可易於從線路或纜線15a-15d(例如：熱電偶纜線及/或用於加熱器的電力纜線)而在熱側所取出，例如：其為不論以何種方式所提供。舉例來說，在熱電偶並無另外的裝置是必要的以收集在資料擷取與備份設備中的資料。所述訊號在現有的連接纜線所拾取且為充分以供擷取及監測。
所述資料與測量值接著傳送到記憶體與分析設備2，其中所述資料與測量值被儲存且選擇性地被進一步處理。針對於此，記憶體與分析設備2可裝備有電腦程式以實行資料儲存且若必要也分析處理資料，例如：藉以偵測及顯示在熱流道設備14的操作中之故障。對應的處理資料因此儲存在元件或媒介中，即：記憶體與分析設備2，其在功能上直接歸因於熱流道設備14。
較佳而言，在非揮發性記憶體之此儲存是以使得該處理資料甚至可在電力故障之後而再次讀出之方式進行。
以此方式，可將處理資料直接儲存在熱流道設備14，其反映出處理流程，使得其可再次擷取，例如：在故障之後，無關於在中央控制與調節單元的任何另外儲存。此外，處理流程可在整個壽命週期被記錄，即使熱流道設備14被使用在不同的射出成型機器、且由不同的控制與調節設備所控制及/或調節。資料擷取與備份設備之局部分配到熱流道設備14，致使所有的處理資料為能夠無關於射出成型機器與控制技術而取得。
測量值擷取設備1可以變化之方式被裝備有至少一個類比輸入5(特別是熱電偶測量輸入)以及至少一個類比/數位轉換器與至少一個測量放大 器。以此方式，至少一個測量值可用適當的感測器來記錄且轉換為至少一個數位值。測量值(例如：電壓訊號或電流強度訊號)在根據先前技術已經提供的線路(例如：用於位在噴嘴、歧管與澆口套筒的熱電偶)而在熱流道系統11直接取出，且饋送到測量值擷取設備1。
此測量值擷取設備1亦可具有用於資料傳輸的輸入介面3與輸出介面4。亦可能將數個測量值擷取設備1串聯連接以便能夠擷取大量的處理資料。
測量值擷取設備1可經由纜線17而連接到記憶體與分析設備2。在此設備中，進來的處理資料永久儲存在預期的內部記憶體中，尤其是以固定的間隔(例如：每10秒鐘)。
儲存的處理資料可較佳地經由各種的介面8、9(例如：USB、WLAN、乙太網路、藍牙)而存取。這些可用不同方式來智慧型視覺化及評估。
尤其，記憶體與分析設備2亦可被設計在偏離預定值的情況下提供警報。此可包括以各種形式(例如：藉由郵件或系統資訊)的警告之傳輸給不同的接受者。
機器處理資料或分析可顯示在射出成型機器的顯示單元113。所述機器處理資料從射出成型機器控制機殼112而傳送到顯示單元113。若發生故障，記憶體與分析設備2可用來比較該熱流道系統的處理資料和射出成型機器控制器的處理資料，且其亦處理控制與調節設備13的資料。以此方式，可能確定來自熱流道的處理資料是否偏離機器處理資料。由此比較，可確定該故障是否在熱流道設備14中或是該故障是否在控制與調節設備13或在射出成型機器控制機殼112中。
記憶體與分析設備2可具有進一步的介面，例如：以下介面的一者或多者似乎為有用的：-一個電源供應器連接6， -用於和測量值擷取設備1為耦合的介面7，-乙太網路連接8，-USB埠9，-數位輸入10，經由選用線路(未顯示在此)以接收來自射出成型機器的訊號，-用於無線連接之WLAN及/或藍牙。
資料擷取與資料備份設備(尤其是其記憶體與分析設備2)是熱流道設備14的直接功能構件且無關其他連接的構件，諸如：熱流道設備14的控制與調節設備13。此提供優點為能夠有關於在整個熱流道系統11的處理而得出無偏見的結論。用於射出成型機器的該種控制與調節設備另外提供在此機器上。
亦為可思及的是，擷取來自射出成型機器的中央控制及/或調節設備之控制訊號且將其儲存到熱流道系統11，或取出在連接器12與控制及/或調節設備13之間的纜線上的處理資料。
以下選項的一者或多者亦可有利地實現：-藉由適合感測器之壓力(噴嘴、歧管、澆口套筒、驅動器壓力、油/空氣)的測量，-循環數目的測量，及/或-針位置、速度與衝程的測量；-安裝在熱流道設備中之負載單元的力的測量；-將測量值擷取設備1定位在接線盒中或接線盒外；-將記憶體與分析設備2直接定位在熱側上或直接在接線盒上；-提供記憶體與分析設備2有一個輸入以供接收來自一個射出成型機器的處理資料；-經由一個或多個介面(例如：乙太網路、USB、WLAN、藍牙)而將一個訊號輸出到記憶體與分析設備2。
1:測量值擷取設備
2:記憶體與分析設備
13:控制與調節設備
100:射出成型機器
111:開關機殼
112:控制機殼
300:模具
310:熱模具半部
311:噴嘴
312:框板
314:針驅動器
320:模具半部

Claims (18)

  1. 一種用於射出成型機器的熱流道設備(14)，其中該熱流道設備(14)具有至少一個熱流道系統(11)、與至少一個感測器、致動器及/或啟動器，以及該熱流道設備(14)可經由一個或多個訊號及/或資料路徑而連接到一個更高階的控制與調節設備(13)，其中處理資料及/或處理訊號經由該一個或多個訊號及/或資料線路而為可傳輸的，其中該熱流道設備(14)更包含一個資料擷取與備份設備，該資料擷取與備份設備被設計為至少用於擷取及儲存在該射出成型機器的操作期間於該熱流道系統(11)所擷取之部分或所有的處理資料及/或訊號，且該資料擷取與備份設備為該熱流道設備(14)的一個功能整合構件，其中該熱流道設備之資料擷取與資料備份設備無關於該控制與調節設備(13)而設計，以擷取或記錄、儲存及/或分析直接來自該熱流道系統(11)的處理資料及/或處理訊號。
  2. 如請求項1所述之熱流道設備，其中該控制與調節設備(13)是用於控制與調節該熱流道設備(14)。
  3. 如請求項1或2所述之熱流道設備，其中一個或多個資料線路被構成為電氣或光學線路或無線，且該資料擷取與備份設備係附接或連接到此等電氣及/或光學線路或路徑。
  4. 如請求項1或2所述之熱流道設備，其中該資料擷取與備份設備具有連接到至少一個感測器、致動器及/或啟動器之至少一個測量值擷取設備(1)，與其連接到該測量值擷取設備(1)之至少一個記憶體與分析設備(2)。
  5. 如請求項1或2所述之熱流道設備，其中該熱流道系統(11)係具有作為構件之至少一個噴嘴(311)、至少一個歧管與至少一個澆口套筒。
  6. 如請求項1所述之熱流道設備，其中在處理資料及/或處理訊號在所述控制與調節設備(13)中被處理之前，該資料擷取與資料備份設備從該些訊號及/或資料路徑取出所述處理資料及/或處理訊號。
  7. 如請求項4所述之熱流道設備，其中該記憶體與分析設備(2)具有其本身的電腦單元，其具有微處理器單元與資料記憶體。
  8. 如請求項1或2所述之熱流道設備，其中在非揮發性記憶體之儲存之進行的方式是，即使在電力故障之後，該處理資料可被再次讀出。
  9. 如請求項4所述之熱流道設備，其中該測量值擷取設備(1)具有用於資料傳輸的輸入介面(3)與輸出介面(4)。
  10. 如請求項4所述之熱流道設備，其中該記憶體與分析設備(2)具有一個或多個介面以用於外部存取被儲存的所述處理資料。
  11. 如請求項4所述之熱流道設備，其中該記憶體與分析設備(2)被設計以在偏離預定值的情況下觸發輸出。
  12. 如請求項4所述之熱流道設備，其中該記憶體與分析設備(2)具有一個或多個進一步的介面，電源供應器連接(6)及/或用於耦接到該測量值擷取設備(1)的介面(7)屬於該一個或多個進一步的介面。
  13. 一種射出成型機器，其具有控制及/或調節設備(13)以及如請求項1至12的任一項所述之至少一個熱流道設備。
  14. 一種用於擷取熱流道設備的處理資料之方法，該熱流道設備如請求項1至12的任一項所述，其中，以一個測量值擷取設備(1)在時間間隔所擷取的處理資料及/或處理訊號被儲存在一個記憶體與分析設備(2)中。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該處理資料之分析在該記憶體與分析設備(2)中進行。
  16. 如請求項14或15所述之方法，其中藉由該處理資料甚至可在電力故障之後而被再次讀出之方式而將該資料儲存在非揮發性記憶體中。
  17. 如請求項14或15所述之方法，其中進來的處理資料在該記憶體與分析設備(2)中以預定固定時間間隔而被儲存在一個資料記憶體中。
  18. 如請求項14或15所述之方法，其中溫度資料及/或壓力資料及/或週期資料及/或關於針位置、速度與衝程之處理資料及/或力量資料被儲存在該記憶體與分析設備(2)中。
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