DE69521913T2

DE69521913T2 - Kompensieren von effiziensschwankungen in motoren

Info

Publication number: DE69521913T2
Application number: DE69521913T
Authority: DE
Inventors: L. Silvey
Original assignee: Milacron Inc
Current assignee: Milacron Inc
Priority date: 1994-05-10
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 2001-11-15
Anticipated expiration: 2015-02-01
Also published as: JP3829149B2; US5469038A; EP0804324A1; ATE203448T1; JPH09512761A; EP0804324B1; EP0804324A4; WO1995030521A1; DE69521913D1

Description

Die Erfindung betrifft das Steuern elektrischer Motoren, insbesondere ein Verfahren zum Ausgleichen von Veränderungen der Effizienz elektrischer Motoren, die in den Antriebssystemen von Plastikverarbeitungsmaschinen genutzt werde, insbesondere Spritzgußmaschirien.
Es ist bekannt, daß elektrische Motoren während des Betriebs Wärme erzeugen. Normalerweise nimmt die Menge der erzeugten Wärme mit zunehmender Leistungskraft des Elektromotors zu. Diese Wärme reduziert die Effizienz des Motors, was bei einem gegebenen Eingangsstrom zu einem geringeren Drehmomentausgang führt. Wenn das Steuersystem nicht Mittel zum Ausgleichen dieser Veränderung der Motorleistung umfaßt, wird auch der Mechanismus beeinflußt, der mittels des Motors angetrieben wird. Weil Plastikverarbeitungsmaschinen zunehmend elektrische Motoren nutzen, um die Antriebssysteme der Maschine zu betreiben, tritt das Problem des Ausgleichs dieser Veränderungen der Betriebseffizienz häufiger auf.
In elektrisch angetriebenen Plastikverarbeitungsmaschinen können elektrische Motoren mit drei oder mehr PS genutzt werden, um den Primärmechanismus der Maschine anzutreiben. Beispielsweise würde eine elektromechanisch angetriebene Spritzgußmaschine elektrische Motoren aufweisen, um die Klemmeinheit und die Einspritzeinheit zu betreiben (die Verschiebungs- und Drehbewegung der Einspritzschraube). Das Drehmoment des Motors, das dieses System betreibt, variiert wesentlich. Eine nicht übereinstimmende Gußmaschinenleistung führt beispielsweise zu einer Veränderung der Klemmkraft, der Einspritzrate und des Einspritzdrucks, der Plastifizierungszeit und/oder des Rückdrucks.
Es wurden Kühlsysteme für Elektromotoren vorgeschlagen, um den Betriebstemperaturbereich zu verschmalern, wodurch die Veränderungen der Motorleistung begrenzt werden. Beispielsweise offenbart die Druckschrift US 4,851,170 eine Spritzgußvorrichtung, die einen Motor als Antriebsquelle nutzt. Die Einspritzgeschwindigkeit und der Einspritzdruck werden über einen Geschwindigkeitssensor, einen Drucksensor und ein geschlossenes Schleifensteuersystem gesteuert. Um Druckveränderungen infolge der Trägheitskräfte des Motors zu eliminieren, schaltet die Vorrichtung zwischen zwei Steuerbetriebsarten um, einer Geschwindigkeitssteuerung und einer Drucksteuerung. Während in der Druckschrift US 4,509,126 ein Verfahren zum Ausgleichen der gemessenen Energie offenbart ist, die dem Antriebsmotor eines Maschinenwerkzeugs für die verbrauchte Energie und die Wärme zugeführt wird, die in dem Widerstand der Motorwicklungsschaltung des Antriebsmotors verteilt wird, wird das Verfahren zum adaptiven Steuern angewendet, wobei während der geschlossenen Schleife der Maschinenoperationen fortdauernd eine Einstellung erfolgt.
Während die verschiedenen Konzepte zur Motorkühlung einige Vorteil bringen können, ist keine einzelne Lösung für den weiten Bereich von Betriebsumgebungen vollständig wirkungsvoll. Ein anderer Nachteil des Implementierens eines Kühlsystems in Spritzgußmaschinen besteht in den umfänglichen Veränderungen, die oft notwendig sind, um die Motoren an Luft- oder Flüssigkeitskühlung anzupassen. Diese Veränderungen können komplex und teuer sein. Es besteht Bedarf für ein Mittel zum Steuern der Motorleistung ohne Ausgaben für zusätzliche Komponenten.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines elektrischen Motors für den automatischen Ausgleich von Veränderungen der Betriebseffizienz der Motoren zu schaffen, die in Plastikverarbeitungsmaschinen genutzt werden, um eine gleichmäßigere Maschinenleistung zu liefern.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß während aller Betriebsperioden der Strom zu dem Motor fortwährend überwacht wird, um Veränderungen der tatsächlichen Effizienz des Motors, bezüglich der Leistung zu identifizieren und den Strom einzustellen, so daß solche Veränderungen ausgeglichen werden. Weil die Messung des Stroms einfach und zuverlässig mit verschieden bekannten Methoden ausgeführt werden kann, kann die Nutzung von teueren Kraft-/Druckwandlern minimiert oder sogar ganz vermieden werden.
Die Erfindung kann beispielsweise in einer elektrischen Spritzgußmaschine genutzt werden, um Veränderungen der Effizienz/der Leistung in Schlüsselantriebssystemen auszugleichen, beispielsweise der Klemmeinheit. Der normale Betrieb des Klemmotors wird überwacht, um eine Basislinienstromnutzung für die verschiedenen Perioden des Betriebszyklusses zu schaffen, beispielsweise wird in einigen Perioden die Geschwindigkeit des Klemmens gesteuert, wohingegen in anderen die Druckkraft (Kraft) von Bedeutung ist. Mit der geschaffenen Betriebsbasislinie können Veränderungen der Motoreffizienz mittels des Überwachens des Stroms während der geschlossenen Schleife der Geschwindigkeitssteuerung ermittelt werden. Weil die Geschwindigkeit von Zyklus zu Zyklus aufrechterhalten wird, zeigt eine Abweichung des Stroms von der Basislinie während dieses Intervalls eine Veränderung der Effizienz an. Auf der Basis der identifizierten Abweichung kann der Strom an dem Klemmotor während Zeiten entsprechend eingestellt werden, in denen die Druckkraft kritisch ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer Spritzgußmaschine, die erfindungsgemäß gesteuert wird;
Fig. 2 ein Flußdiagramm von Betriebsschritten, die stattfinden, wenn das erfindungsgemäße Steuerverfahren auf den Betriebszyklus der Spritzgußmaschine nach Fig. 1 angewendet wird; und
Fig. 3 eine Folgendarstellung für die Spritzgußmaschine nach Fig. 1, wobei die Perioden eines einzelnen Betriebszyklusses mit Referenz zu den Schritten nach Fig. 2 identifiziert sind.
Obwohl die vorliegende Erfindung auf verschiedene Plastikverarbeitungsmaschinen anwendbar ist, wird in der folgenden Beschreibung auf eine Spritzgußmaschine Bezug genommen, die ein elektromechanisches Antriebssystem aufweist. Deshalb ist eine kurze Beschreibung dieser Art von Maschine für das Verständnis der Erfindung nützlich.
Fig. 1 zeigt eine Spritzgußmaschine, auf welche das erfindungsgemäße Steuerverfahren angewendet wird. Die Maschine umfaßt eine Klemmeinheit 100 und eine Einspritzeinheit 102, die jeweils an einer Basis 105 montiert sind.
Die Klemmeinheit 100 umfaßt eine rechtwinklige, feste Platte 110 und eine Spritzgußhöhenplatte 108, die mittels vier Verbindungsstangen an den Plattenecken verbunden sind. Zwei Verbindungsstangen 112 und 114 sind gezeigt. Die Verbindungsstangen dienen als Führung für eine bewegbare Platte 116. An den Platten 116 und 110 sind Gußhälften 118 bzw. 120 befestigt. Wenn die Klemme in der dargestellten, geschlossenen Stellung ist, wird zwischen den Spritzgußhälften ein Spritzgußhohlraum 122 gebildet. Eine Toröffnung 123 gelangt durch die Spritzgußhälfte 120 und die feste Platte 110, um das Einspritzen einer Plastikschmelze in den Spritzgußhohlraum 122 zu erlauben. Die sich bewegende Platte 116 wird mittels eines Klemmotors 124 betrieben, der an der festen Platte 108 montiert ist. Der Motor 124 ist mittels eines Antriebsriemens 127 mit einer Kugelumlaufspindel 126 verbunden. Ein Getriebeantrieb oder eine andere mechanische Kopplung können ebenfalls genutzt werden. Die Kugelumlaufspindelnut 128 ist auf einem Kniehebelmechanismus 130 montiert, der für den Motor 124 beim Betrieb der Klemmeinheit 100 einen mechanischen Vorzug liefert.
Die Einspritzeinheit 102 umfaßt einen Extrudermechanismus, der eine rohrförmige Hülse 140 mit einer hierin dreh- und verschiebbar montierten Extruderschraube 142 aufweist. Die Schraube gelangt durch eine Bohrung in ein festes Bauteil 144, wobei ein Ende der Schraube 142 in einem bewegbaren Bauteil 146 drehbar gesichert ist. Mittels eines Extrudermotors 148, welcher über einen Riemenantrieb 150 mit der Schraube mechanisch verbunden ist, wird eine Drehbewegung der Schraube 142 geliefert. Eine Drehung kann auch mittels irgendeiner anderen geeigneten, mechanischen Einrichtung erreicht werden. Das bewegbare Bauteil 146 läuft auf einem Paar paralleler Stangenführungen, von denen eine als 152 dargestellt ist und die zwischen den festen Bauteilen 144 und 154 verbunden sind. Ein Einspritzmotor 156, der an dem Bauteil 154 montiert ist, ist mittels eines Antriebsriemens 160 mit einer Kugelumlaufspindel 158 verbunden. Die Kugelumlaufspindelnut 162 ist an dem bewegbaren Bauteil 146 montiert. Deshalb kann der Motor 156 betrieben werden, um eine Linearbewegung des Bauteils 146 und der Extruderschraube 142 in Richtung der festen Platte 110 und von der festen Platte 110 weg zu liefern.
Eine Auswurfeinheit 170 ist mit der Form integriert und betreibbar, um das abschließende Gußteil herauszuwerfen, wenn sich die Form öffnet. Die Auswurfeinheit 170 ist an einen Auswurfmotor 103 gekoppelt. Die Maschinensteuerung (nicht dargestellt) aktiviert den Motor 103 zur geeigneten Zeit während des Spritzgußzyklus. Die Auswurfeinheit 170 unterliegt vorzugsweise einer Servosteuerung, um den verschiedenen Anforderungen und Operationen der verschiedenen Formen zu genügen.
In die Verbindungsstangen und die Platten 108 in Fig. 1 ist typischerweise eine Spritzgußhöheneinheit 174 integriert. Die Spritzgußhöheneinheit liefert eine Einstellung des Abstands der Platte 108, einschließlich des Kniehebelmechanismus 130 und der bewegbaren Platte 116, relativ zu der festen Platte 110, um verschiedenen (Spritzguß)Formen mit verschiedenen Formdicken zu genügen, wenn die Formen in der geschlossenen Stellung angeordnet werden. Die Würfelhöheneinheit 174 wird mittels eines Spritzgußhöhenmotors 176 gesteuert. Die Höheneinstellung kann von dem Betreiber manuell gesteuert werden, was zu Vorwärts- bzw. Rückwärtsmaschinensteuersignalen an den Motor 176 führt.
Der Einspritzschlitten 180 läuft auf Spuren (nicht dargestellt) auf der Basis 105 und unterstützt die gesamte Einspritzeinheit 102, wodurch es der Einspritzeinheit 102 ermöglicht ist, auf die feste Platte 110 zu und von der festen Platte 110 weg bewegt zu werden. Der Einspritzschlitten ist mit einem Schlittenmotor 182 mechanisch gekoppelt. Der Betrieb dieser Einheit kann wiederum von dem Betreiber manuell gesteuert werden, was zu einer Maschinensteuerung führt, die Vorwärts- oder Rückwärtsbefehlssignale an den Motor 182 liefert. Es wird darauf hingewiesen, daß die verschiedenen, oben genannten Motoren ein WS- Induktionsmotor, ein WS- oder ein GS-Bürstenmotor, ein bürstenloser WS- oder ein bürstenloser GS-Motor (Permanentmagnet) oder von einem beliebigen Typ sein können, je nachdem welcher Typ für die spezielle Anwendung am besten geeignet ist.
Die mit dem erfindungsgemäßen Steuerverfahren verbundenen, spezifischen Maschinenelemente und Betriebsschritte sind in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Das Steuerverfahren umfaßt zunächst das Ausbilden einer Betriebsbasislinie für die verschiedenen Motoren der Plastikverarbeitungsmaschine mittels des Messens und Speicherns der Größe des Stroms, der während der kritischen Perioden des Betriebs unter normalen oder gestellten Bedingungen auf die relevanten Motoren angewendet wird. Bei einer Spritzgußmaschine würden typischerweise der Klemmotor 124 und/oder der Einspritzmotor 156 die interessierenden Motoren sein, weil diese Motoren periodisch eine Kraft oder einen Druck aufrechterhalten müssen. Das Steuerverfahren ist insbesondere auf Perioden anwendbar, in denen die Kraft aufrechterhalten wird, ohne daß eine Rückkopplung oder ein Ausgleich bezüglich der tatsächlichen Leistung erfolgt; dies bedeutet beispielsweise, daß für die spezielle Maschinenfunktion keine geschlossene Steuerschleife vorhanden ist.
Gemäß den Fig. 1 bis 3 wird ein Betriebszyklus kurz beschrieben, wobei mit der Klemmeinheit 100 in der dargestellten, geschlossenen Stellung und mit voller, auf die Form angewendete Kraft (Druckkraft) begonnen wird. Zu diesem Zeitpunkt werden festes Thermoplast, Duroplast oder andere Materialien aus dem Fülltrichter 166 mittels der Schraube 142 plastifiziert, um eine Menge einer Plastikschmelze in der flüssigen Phase oder einen "Schuß" vor der Schraube zu bilden. Die Plastifizierungszeit wird mittels des Lieferns äußerer Hitze auf die Hülse 140 optimiert, was typischerweise mit Hilfe mehrerer umlaufend montierter Heizbänder 141 erfolgt. Um den ersten Schritt 200 zu initiieren und die Einspritzfolge zu beginnen, liefert die Maschinensteuerung einen Geschwindigkeitsbefehl an den Motor 156, um das Bauteil 146 und die Schraube 142 linear vorwärts, auf die Platte 110 zu zu bewegen. Wenn die Schraube 142 sich linear in die Hülse 140 auf die feste Platte 110 zu bewegt, wird die Plastikschmelze durch die Düse bzw. Mündung 143 und die Toröffnung 123 in den Gußformhohlraum 122 eingespritzt. Gemäß Schritt 202 wird während dieses Intervalls der Strom an dem Einspritzmotor 156 gemessen, weil die Vorwärtsbewegung der Schraube 142 typischerweise mit einer gesteuerten Geschwindigkeit ausgeführt wird, die auf einer Stellungsrückkopplung basiert. Der gemessene Strom wird mit den Basisliniendaten für dieselbe Aktion in Schritt 204 verglichen. Wenn er die Basislinie übersteigt, wird die Differenzgröße genutzt, um einen geeigneten Effizienzausgleichsfaktor (Schritt 206) für folgende Operationen des Motors 156 zu bestimmen.
Wenn die Schraube 142 ihre Linearbewegung beendet, geht die Maschinensteuerung in ihr Pack- bzw. Verdichtintervall über, wie dieses mittels des Schritts 208 angezeigt ist. Während des Einfüllintervalls und der folgenden Pack- und Halteintervalle der Einspritzfolge erhält die Extrudermotorsteuerung ein Null-Geschwindigkeitssignal, um die Extruderschraube 142 vom Drehen infolge der auf die Schraube 142 wirkenden Linearkräfte abzuhalten. In dem Packintervall wird das Material weiter in die Gußform gedrückt, um den Formfüllprozeß abzuschließen. Es ist wahrscheinlich, daß der Prozeß während dieser Periode eine Drucksteuerung benötigt. Der im Schritt 206 bestimmte Effizienzfaktor kann genutzt werden, um sicherzustellen, daß der gewünschte Druck erreicht wird.
Am Ende einer vorbestimmten Zeitperiode, welches das Ende des Packintervalls kennzeichnet, geht die Maschinensteuerung in das Halteintervall über (vgl. Schritt 210), in welchem der Einspritzdruck aufrechterhalten wird. Das Pack- und das Halteintervall verlangen, daß der Einspritzmotor 156 ein hohes Drehmoment (mittels der Nutzung eines hohen Stroms) mit geringer oder keiner Drehung aufrechterhält. Diese Bedingung erzeugt sowohl in dem Motor 156 als auch den Komponenten des elektronischen Antriebs 46 einen wesentlichen Betrag an Wärme. Weil die Motortemperatur steigt, nimmt das für einen gegebenen Strom verfügbare Drehmoment ab, und der Strom muß erhöht werden, um das Drehmoment zu erzeugen, was zusätzliche Wärme erzeugt. Deshalb ist der im Schritt 206 bestimmte Effizienzfaktor besonders nützlich, um sicherzustellen, daß der gewünschte Druck erreicht wird, falls eine tatsächliche Druckrückkopplung nicht vorgesehen ist.
Nach einer vorbestimmten Periode, die das Ende des Halteintervalls markiert, geht die Maschinensteuerung für eine weitere Zeitperiode in ein Kühlintervall über, in welchem das gegossene Teil gekühlt wird. Während des Kühlintervalls initiiert die Maschinensteuerung den Schritt 212 (Extruderlauf), in welchem der Extrudermotor 148 aktiviert wird, um eine neuen Schuß des geschmolzenen Materials zum Vorderteil der Schraube 142 zu extrudieren. Zur gleichen Zeit muß der Einspritzmotor 156 betrieben werden, um die Schraube 142 von der Platte 110 weg zu bewegen, während das geschmolzene Plastikmaterial unter einem vorbestimmten Druck gehalten wird, beispielsweise einem vorbestimmten Rückdruck auf der Extruderschraube 142. Dieses wird mittels eines Entscheidungsblocks 214 und alternativer Schritte 216 und 218 gezeigt. Die Maschinensteuerung veranlaßt den Extruderschraubenmotor 148, die Schraube zu drehen, um mehr Plastikmaterial zu plastifizieren und dieses zum Vorderteil der Schraube, benachbart zu der Düse 143 zu tragen, was einen Rückdruck erzeugt. Der Rückdruck wird gemessen und mit einem Voreinstellniveau (Schritt 214) verglichen. Wenn der gemessene Druck niedrig ist, behindert die Maschinensteuerung die Drehung des Einspritzmotors 156 (Schritt 216), um den Rückdruck auf die Schraube 142 zu erhöhen. Wenn der abgelesene Rückdruck höher als gewünscht ist, wird die Drehung des Motors 156 erhöht, wodurch die Schraube 142 von der Platte 110 (umgekehrter Schritt 218) weg bewegt wird, um den Rückdruck zu vermindern. In jedem Fall regelt der Motor 156 die Drehung der Kugelumlaufspindel 158 wenn der Rückdruck das gewünschte Niveau erreicht, was die Zuführschraube 142 von der Platte 110 weg bewegt, während der vorbestimmte Rückdruck aufrechterhalten wird. Wenn sich die Schraube 142 dreht, um einen Schuß geschmolzener Plastik aufzubauen, wird diese folglich mit einem gesteuerten Rückdruck von der Platte 110 weg bewegt, bis der volle Schuß des Plastikmaterials extrudiert ist.
Wenn die Schraube 142 eine vorbestimmte Endstellung erreicht, stoppt die Maschinensteuerung den Betrieb des Extrudermotors 148 und gibt an die Antriebssteuerung für den Einspritzmotor 156 einen Geschwindigkeitsbefehl aus, um die Schraube weiter zurück zu bewegen, wodurch der Druck auf das geschmolzene Plastikmaterial infolge des Rückdrucks von der Schraube 142 nachläßt. Dieses wird allgemein als Dekompression bezeichnet (Schritt 220).
Am Ende des Intervalls zum Kühlen des Gußteils liefert die Steuerung auch einen Geschwindigkeitsbefehlssignal an den Klemmotor 124, um die bewegbare Platte 116 in die Richtung von der festen Platte 110 weg zu bewegen, so daß die Gußform mittels des Öffnens der Klemmeinheit 100 geöffnet wird (Schritt 222). Während die Klemme 100 die Gußform öffnet, liefert die Steuerung Befehlssignale an die Auswurfeinheit 170 und den Auswurfmotor 103, um den Gußteil-Auswurfmechanismus (nicht dargestellt) auszulösen, der mittels der Formhälfte 118 ausgeführt wird, wie dieses mittels des Schritts 224 angezeigt wird. Das fertige Teil wird aus der Form ausgeworfen. Der Auswurfmotor 103 bringt dann den Teilauswurfmechanismus in seine ursprüngliche Stellung zurück. Die Folge zum Öffnen der Klemme ist abgeschlossen, wenn eine Formklemmenstellung ermittelt wird, die vollständig offen ist.
Die Steuerung beginnt dann mittels Befehlssignalen, die Folge zum Schließen der Klemme, um die Bewegung der Platte 116 in die entgegengesetzte Richtung zu initiieren, so daß die Formhälften wieder zusammen gebracht werden. Die Steuerung erzeugt einen Geschwindigkeitsbefehl, um die Klemme schnell zu schließen, was die Formhälften zusammen bringt (Schritt 226). Gemäß Schritt 228 wird der Strom an dem Klemmotor 124 während dieses Intervalls gemessen, weil die Vorwärtsbewegung der Platte 116 typischerweise gesteuert wird, um eine Voreinstellgeschwindigkeit auf der Basis einer Stellungsrückkopplung aufrechtzuerhalten. Der gemessene Strom wird wiederum mit den vorbestimmten Basisliniendaten für dieselbe Aktion verglichen (Schritt 230). Wenn dieser die Basislinie übersteigt, wird der Differenzwert genutzt, um einen entsprechenden Effizienzausgleichsfaktor (Schritt 240) für folgende Operationen des Motors 124 zu bestimmen.
Nachdem die bewegbare Platte 116 mit einer schnellen Rate in Richtung der festen Platte 110 in eine vorbestimmte Stellung bewegt wurde, wird ein Befehlssignal, welches eine niedrige Geschwindigkeit repräsentiert, geliefert, bis eine vorbestimmte Stellung ermittelt wird und ein Kontakt der Formhälften bevorsteht. Diese Bewegung mit niedriger Geschwindigkeit dient dem Schutz der Form (Schritt 242). Unter normalen Umständen werden die Formhälften in einer vollständig geschlossenen Stellung zusammen gebracht. Wenn zwischen den Formhälften eine Überlagerung ausgebildet ist, übersteuert eine Drehmomentgrenzsteuerung die Geschwindigkeitssteuerung und reduziert den Strom an den Motor, um die Motorgeschwindigkeit und die Motorbewegung zu vermindern, so daß eine Beschädigung der Formhälften infolge der Überlagerung vermieden wird.
Wenn angenommen wird, daß die Formhälften die vollständig geschlossene Stellung erreichen, wird der Drehmomentbefehlswert erhöht und ein Befehl wird ausgegeben, um den Kniehebel in eine Sperrüberstellung (vgl. Fig. 1) zu bewegen, was die notwendige Druckkraft (Kraft) zum Spritzgießen aufbaut (vgl. Schritt 244). Insbesondere die Gießklemmkraft wird auf ein bestimmtes Niveau voreingestellt und mittels des Drehmoments bestimmt, das mit Hilfe des Motors 124 auf die Kugelumlaufspindel 126 angewendet wird. Auf der Basis des mittels der vorherigen Vorwärtsbewegung bestimmten Effizienzfaktors wird der Strom an den Motor so eingestellt, daß die gewünschte Kraft angewendet wird. Die Maschine hat nun die Folge zum Schließen der Klemme abgeschlossen und ist bereit, um einen anderen Betriebszyklus zu beginnen.
Obwohl die Motoren schließlich eine stabile, aufrechterhaltene Betriebstemperatur erreichen können, ist der Temperaturanstieg in den Motoren allmählich. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert einen effizienten Weg zum Ausgleichen von Änderungen der Betriebseffizienz während eines Zyklusses, die aus Änderungen der Motorbetriebstemperatur resultieren. Dementsprechend kann das Verfahren genutzt werden, wo keine Mittel zum Steuern der Motortemperatur vorhanden sind. Darüber hinaus kann das Verfahren in Kombination mit Kühlsystemen genutzt werden, die eine begrenzte Fähigkeit aufweisen.
Die Erfindung wurde zum Teil im Detail gemäß der bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist. Während die bevorzugte Ausführungsform teilweise im Detail beschrieben wurde, stellt dieses keine Begrenzung der Erfindung auf die Details dar. Es ist im Gegenteil die Absicht, alle Modifikationen, Veränderungen und Äquivalente abzudecken, die in den Schutzbereich der Ansprüche fallen.

Claims

Verfahren zum dynamischen Ausgleichen von Veränderungen der Betriebseffizienz eines elektrischen Motors (124, 156), der genutzt wird, um in einer Plastikverarbeitungsmaschine einen Mechanismus (100, 102) für einen Betriebszyklus anzutreiben, welcher (i) eine geschlossene Schleifensteuerperiode (200, 226) sowie (ii) eine offene Schleifensteuerperiode (210, 244) umfaßt, wobei während der geschlossenen Schleifensteuerperiode (200, 226) ein dem Motor zugeführter Strom gesteuert wird, um einen Voreinstellbetriebsparameter zu erreichen, und wobei während der offenen Schleifensteuerperiode (210, 244) dem Motor (124, 156) ein vorbestimmter Strom zugeführt wird, das Verfahren die folgenden Schritte umfassend:

a) Bestimmen eines Basislinienstroms, der dem Motor (124, 156) während der geschlossenen Schleifensteuerperiode (200, 226) Zugeführt wird und der den Voreinstellbetriebsparameter unter festgelegten Betriebsbedingungen erreicht;

b) Messen des dem Motor (124, 156) während der geschlossenen Schleifensteuerperiode zugeführten Stroms für jeden Zyklus des Maschinenbetriebs;

c) Vergleichen des gemessenen Stroms mit dem Basislinienstrom für die geschlossene Schleifensteuerperiode, um eine Abweichung von dem Basislinienstrom infolge von Veränderungen der Betriebseffizienz des Motors festzustellen;

d) Bestimmen eines Effizienzausgleichsfaktors, der auf der im Verfahrensschritt c) festgestellten Abweichung basiert; und

e) Einstellen des während der offenen Schleifensteuerperiode dem Motor zugeführten, vorbestimmten Stroms auf der Basis des Ausgleichsfaktors, der in dem Verfahrensschritt d) bestimmt wurde, wodurch in jedem Zyklus während der offenen Schleifensteuerperiode eine übereinstimmende Maschinenleistung sichergestellt wird.
2. Verfahren zum dynamischen Ausgleichen von Veränderungen der Betriebseffizienz eines elektrischen Motors (124), der genutzt wird, um einen Klemmechanismus (100) in einer Spritzgießmaschine für einen Betriebszyklus anzutreiben, welcher (i) ein Klemmschließintervall (226) und (ii) ein Druckkraftaufbauintervall umfaßt, wobei während des Klemmschließintervalls (226) ein dem Motor (124) zugeführter Strom in einer geschlossenen Schleife gesteuert wird, um eine Voreinstellklemmgeschwindigkeit zu erreichen, und wobei während des Druckkraftaufbauintervalls ein vorbestimmter Strom auf den Motor gegeben wird, das Verfahren die folgenden Schritte aufweisend:

a) Bestimmen eines Basislinienstroms, der während des Klemmschließintervalls auf den Motor (124) gegeben wird und der unter festgelegten Betriebsbedingungen die Voreinstellgeschwindigkeit erreicht;

b) Messen des Stroms, der während des Klemmschließintervalls (226) auf den Motor gegeben wird für jeden Zyklus des Maschinenbetriebs;

c) Vergleichen des gemessenen Stroms mit dem Basislinienstrom für das Klemmschließintervall (226), um eine Abweichung von dem Basislinienstrom infolge von Veränderungen in der Betriebseffizienz des Motors festzustellen;

d) Bestimmen eines Effizienzausgleichsfaktors auf der Basis der im Verfahrensschritt

c) festgestellten Abweichung und;

e) Einstellen des während des Druckkraftaufbauintervalls (224) auf den Motor gegebenen, vorbestimmten Stroms auf der Basis des Ausgleichsfaktors, welcher im Verfahrensschritt d) bestimmt wurde, wodurch in jedem Zyklus während des Druckkraftaufbauintervalls eine übereinstimmende Maschinenleistung sichergestellt wird.
3. Spritzgießmaschine mit einem elektrischen Motor (124, 156) zum Antreiben eines Maschinenmechanismus durch, einen Betriebszyklus, welcher eine geschlossene Schleifensteuerperiode (200, 226) und eine offene Schleifensteuerperiode (210, 244) umfaßt, wobei während der geschlossenen Schleifensteuerperiode (200, 226) ein auf den Motor (124, 156) gegebener Strom gesteuert wird, um einen Voreinstellbetriebsparamteter zu erreichen, und wobei während der offenen Schleifensteuerperiode (210, 244) ein Voreinstellstrom auf den Motor (124, 156) gegeben wird, die Spritzgießmaschine umfassend:

a) Mittel zum Bestimmen eines Basislinienstroms, der während der geschlossenen Schleifensteuerperiode auf den Motor gegeben wird und der unter festgelegten Betriebsbedingungen einen Voreinstellbetriebsparameter erreicht;

b) Mittel (202, 228) zum Messen des während der geschlossenen Schleifensteueroperation auf den Motor gegebenen Stroms für jeden Zyklus des Maschinenbetriebs;

c) Mittel (204, 230) zum Vergleichen des gemessenen Stroms mit dem Basislinienstrom für die geschlossene Schleifensteuerperiode (200, 226), um einen Abweichungswert von dem Basislinienstrom zu ermitteln;

d) Mittel (206, 240) zum Bestimmen eines Ausgleichsfaktors, wobei die Mittel (206, 240) auf den Abweichungsfaktor ansprechen; und

e) Mittel (206, 24) zum Einstellen des während der offenen Schleifensteuerperiode (210, 244) auf den Motor (124, 156) gegebenen, vorbestimmten Stroms, wobei die Mittel (206, 24) auf den Ausgleichsfaktor ansprechen.
4. Spritzgießmaschine nach Anspruch 3, wobei der Mechanismus eine Einspritzeinheit (102) umfaßt, und wobei der Motor (156) betrieben werden kann, um die Einspritzeinheit zu treiben.
5. Spritzgießmaschine nach Anspruch 3, wobei der Mechanismus eine Klemmeinheit (100) umfaßt, und wobei der Motor (124) betreibbar ist, um die Klemmeinheit anzutreiben.