DE4134090A1 - Thermosteuerverfahren fuer eine spritzgussmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Thermosteuerver­ fahren für eine Spritzgußmaschine. Insbesondere geht es um ein Verfahren zum Steuern der Temperatur von thermogesteuerten Kom­ ponenten, z. B. eines Spritzzylinders der Spritzgußmaschine mit Vorrichtungen zum Erwärmen und/oder Kühlen, die in vorbestimmten Abständen angeordnet sind, entsprechend dem augenblicklichen Be­ triebszustand.

Gewöhnlich wird das PID-Steuerverfahren (Proportionalband - In­ tegralzeit - Differenzialzeit) angewendet, um die Temperatur von thermogesteuerten Komponenten, wie z. B. eines Einspritzzylinders der Spritzgußmaschine zu steuern.

Das PID-Steuerverfahren basiert auf einem proportionalen Vorgang (P), der proportional zu einer Regelabweichung ist, einem Inte­ gralvorgang (I), der auf einem integrierten Wert der Regelabwei­ chung basiert, sowie einem Differenzialvorgang (D), der auf Dif­ ferenzialkoeffizienten der thermogesteuerten Komponenten beruht. Mit Hilfe des PID-Steuerverfahrens kann die Zieltemperatur auf­ recht erhalten werden, wenn sich die thermogesteuerten Komponen­ ten in gewissen stabilen Bedingungen befinden.

Die Spritzgußmaschine weist allerdings verschiedene Betriebszu­ stände auf, wie Stop, Temperaturanstieg, Schmelzen, Pause usw. Außerdem sind Heizelemente und Kühlelemente für jeden Zustand verschiedene Vorrichtungen, z. B. ist während des Temperaturan­ stiegszustands die Wärme des Erhitzers das Haupterhitzungsele­ ment, und Strahlungswärme ist das Hauptkühlelement. Andererseits sind Wärme des Erhitzers, die Reibungswärme einer auf das Harz wirkenden Einspritzschraube oder dergleichen, Wärmeelemente im Schmelzzustand, während die natürliche Strahlungswärme, die en­ dotherme Reaktion des zugeführten Harzes, unter anderem darin das kühlende Element bilden.

Die Innentemperatur von Spritzzylindern wird gesteuert, um eine vorbestimmte Temperaturverteilung zu halten und so Harze leicht einzuspritzen. Im allgemeinen ist eine Mehrzahl von Erhitzern in der axialen Richtung des Spritzzylinders in vorbestimmten Ab­ ständen angeordnet. Wärme jedes thermogesteuerten Elements, die durch Trennstücke zwischen benachbarten thermogesteuerten Ele­ menten übertragen wird, beeinflußt die Temperatur benachbarter thermogesteuerter Elemente.

Bei der herkömmlichen PID-Steuerung des Einspritzzylinders sind Heizelement und Kühlelement verschieden bei jedem Betriebszu­ stand (Statue). Die Temperatur jeder thermogesteuerten Kompo­ nente des Einspritzzylinders ist in Fig. 7 gezeigt. Die Fig. 7 zeigt eine Temperaturänderung jedes thermogesteuerten Elements des Einspritzzylinders während des Temperaturanstiegszustands, wobei der Einspritzzylinder drei Heizelemente aufweist, die in der Reihe zwischen einer Einspritzdüse und einem Trichter vorge­ sehen sind.

Im Einspritzzylinder ist die Beziehung zwischen der Zieltempe­ ratur T01 einer ersten thermogesteuerten Komponente, deren Tem­ peratur durch ein erstes auf der Seite der Einspritzdüse vorge­ sehenes Heizelement H1 gesteuert wird, der Zieltemperatur T03 eines dritten thermogesteuerten Elements, dessen Temperatur durch ein auf der Trichterseite vorgesehenes drittes Heizelement H3 gesteuert wird, und der Zieltemperatur T02 einer zweiten thermogesteuerten Komponente, deren Temperaturen durch ein zwei­ tes Heizelement H2 gesteuert wird, das zwischen dem ersten Heiz­ element H01 und dem dritten Heizelement H03 vorgesehen ist, wie folgt:

T01 < T02 < T03.

Die Temperatur eines Einspritzzylinders kann z. B. höher (Überschwung, P_o) oder niedriger (Unterschwung, P_u) als die Zieltemperatur sein, wie in Fig. 7 gezeigt: Einer Temperaturgra­ phik des Einspritzzylinders.

Außerdem wird die von dem zweiten Heizelement H2 gesteuerte zweite thermogesteuerte Komponente durch Wärme des ersten Heiz­ elements H1 und des dritten Heizelements H3 beeinflußt, so daß der Überschwung P_o und der Unterschwung P_u im Graphen T2 in der Kurve T2 der zweiten thermogesteuerten Komponente größer als die der anderen Kurven T1 und T3 sind.

Der Überschwung P_o und der Unterschwung P_u des Einspritzzylin­ ders haben einen großen Einfluß auf die Viskosität von dem ge­ schmolzenen Harz, so daß sie Einflußfaktoren für minderwertige Herstellungsqualität werden können.

Außerdem führt der Überschwung P_o zu einer Verschlechterung des Harzes, wenn die Zieltemperatur überstiegen und die Harz-Zerset­ zungstemperatur erreicht wird, was zu mangelhaften Produkten führt. Um eine derartige mangelhafte Produktqualität zu vermei­ den, ist eine manuelle Steuerung der Temperatur des Injektions­ zylinders durch die Erfahrung eines ausgebildeten Bedieners not­ wendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Temperatursteuer­ verfahren für eine Spritzgußmaschine zu schaffen, das in der Lage ist, weitgehend den Überschwung und den Unterschwung bezo­ gen auf die Zieltemperatur von in vorbestimmten Abständen ange­ ordneten thermogesteuerten Komponenten, d. h. des Spritzzylinders zu vermeiden, und das in der Lage ist, die Temperatur der ther­ mogesteuerten Komponenten automatisch zu steuern.

Die Aufgabe wird durch das Verfahren nach dem Patentanspruch 1 gelöst.

Um das beschriebene Ziel zu erreichen, versuchte der Erfinder zuerst die in der japanischen Offenlegungsschrift No. 63-48 691 beschriebene Methode. Dieses Verfahren besteht aus dem Bestimmen eines Modells der angenommenen Wärmeleitung von ther­ mogesteuerten Komponenten und dem Durchführen der Temperatur­ steuerung entsprechend dem Wärmeleitungsmodell. Wenn die tatsächliche Wärmeleitung dem Modell entspricht, ist dieses Ver­ fahren in der Lage, den Überschwung und den Unterschwung zu ver­ hindern. Signifikante Überschwünge oder Unterschwünge können al­ lerdings auftreten, wenn die tatsächlichen Wärmebedingungen vom Modell abweichen.

Der Erfinder stellte dann fest, daß die Theorie der Steuerung durch Unschärfe (fuzzy control theory, Unschärfesteuerung) wirk­ sam zum Steuern der Temperatur der thermogesteuerten Elemente, d. h. des Einspritzzylinders, sein würde.

Insbesondere umfaßt ein Temperatursteuerverfahren für eine Schmelzgußmaschine mit einer Mehrzahl von Vorrichtungen zum Wär­ men und/oder Kühlen, die in vorbestimmten Abständen angeordnet sind, zum Steuern wärmegesteuerter Komponenten zum Erhalten ei­ ner Zieltemperatur, die einem Betriebsstatus der Spritzgußma­ schine entspricht, die Schritte:

• Erkennen des Betriebszustands der Spritzgußmaschine und der Tem­ peratur deren thermogesteuerter Komponenten,
• Berechnen einer ersten Abweichung zwischen der Zieltemperatur der thermogesteuerten Komponenten entsprechend dem gegenwärtigen Zustand der Spritzgußmaschine und der erkannten gegenwärtigen Temperatur sowie den Grad der Abweichungsänderung zwischen der augenblicklichen ersten Abweichung und der vorhergehenden ersten Abweichung,
• Berechnen einer zweiten Abweichung zwischen einer Zieltemperatur von Trennstücken, die zwischen den thermogesteuerten Komponenten angeordnet sind, und deren augenblicklicher Temperatur,
• Durchführen einer unscharfen Schlußfolgerung (fuzzy inference) zum Definieren eines Steuerwerts für die Vorrichtungen zum Wär­ men oder Kühlen, durch Folgern und Rückschließen des Status der Einspritzmaschine, der berechneten ersten Abweichung, der Rate der Abweichungsänderung und der zweiten Abweichung, wobei der Status der Spritzgußmaschine, die erste Abweichung, die Rate der Abweichungsänderung, die zweite Abweichung und der Steuerwert für die Vorrichtungen zum Wärmen oder Kühlen als unscharfe Vari­ ablen (fuzzy variables) definiert sind, und wobei der Rückschluß sowohl auf Regeln basiert, die eine gegenseitige Beziehung zwi­ schen Gruppen innerhalb von Mitgliedsfunktionen regeln, und auf Mitgliedsfunktionen, die Gruppen aufweisen, denen im vorhinein optionale Wahrscheinlichkeiten, die jeweiligen optionalen Werten entsprechen, zugeordnet wurden, zum Berechnen eines tatsächli­ chen Steuerwerts für die Wärme- und/oder Kühlelemente auf der Basis der unscharfen Schlußfolgerung.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die unscharfe Steuertheorie benutzt, um die Temperaturen der thermogesteuerten Komponenten zu steuern, deren Temperaturen gegenseitig durch Wärmeleitung über Trennstück beeinflußt werden, so daß ein Ändern des Steuer­ werts für die Vorrichtung zum Wärmen und/oder Kühlen, die in dem Spritzzylinder, der Form oder dergleichen angebracht sind, einem geschulten Bediener vergleichbar automatisch ausgeführt werden kann.

Durch Einsatz der Unschärfesteuertheorie kann die tatsächliche Temperatur der thermogesteuerten Komponenten schnell die Ziel­ temperatur erreichen, und während dieser Periode kann ein Tempe­ raturüberschwung oder -unterschwung weitgehend verhindert wer­ den.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figu­ ren.

Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm mit einer Ausführungsform;

Fig. 2 ein erläuterndes Diagramm mit Mitgliedsfunktionen;

Fig. 3 ein erläuterndes Diagramm mit Beispielen von unscharfen Rückschlüssen;

Fig. 4 ein erläuterndes Diagramm mit den Schritten zum Berech­ nen von Steuerwerten;

Fig. 5 ein erklärendes Diagramm mit jedem Steuerstatus des thermogesteuerten Elements;

Fig. 6 ein erläuterndes Diagramm mit jedem Steuerstatus des thermogesteuerten Elements und

Fig. 7 eine Temperaturkurve eines Spritzzylinders.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm mit der vorliegenden Ausführungs­ form. In Fig. 1 umfaßt eine Spritzgußmaschine einen Spritzzylin­ der 1, der in drei thermogesteuerte Komponenten aufgeteilt ist: Eine erste thermogesteuerte Komponente, eine zweite thermoge­ steuerte Komponente und eine dritte thermogesteuerte Komponente, die in Abständen zwischen der Seite einer Einspritzdüse und ei­ ner Trichterseite angeordnet sind. Jede thermogesteuerte Kompo­ nente umfaßt einen Thermosensor 5 zum Erkennen der Temperatur der thermogesteuerten Komponente.

Eine auf der Seite der Einspritzdüse angeordnete erste thermoge­ steuerte Komponente umfaßt ein erstes elektrisches Heizelement H1, eine auf der Trichterseite angeordnete dritte thermogesteu­ erte Komponente umfaßt ein drittes elektrisches Heizelement H3 und eine zwischen der ersten thermogesteuerten Komponente und der dritten thermogesteuerten Komponente angeordnete zweite thermogesteuerte Komponente umfaßt ein zweites elektrisches Heizelement H2.

Der Zusammenhang der zwischen den Zieltemperaturen T01, T02 und T03 der ersten, zweiten und dritten thermogesteuerten Komponen­ ten ist wie folgt:

T01 < T02 < T03.

Herkömmliche Thermosensoren und herkömmliche elektrische Heiz­ elemente können als Thermosensoren 5 und als Heizelemente H1- H3 benutzt werden.

Es wird darauf hingewiesen, daß der Gußzylinder 1 einen Düsenbe­ reich nicht einschließt, der mit den Schmelzen in Kontakt tritt.

Als Beispiel wird die Temperatursteuerung der zweiten thermoge­ steuerten Komponente des Spritzzylinders 1 beschrieben.

Die Temperatur der zweiten thermogesteuerten Komponente wird durch die Wärme der benachbarten ersten und dritten thermoge­ steuerten Komponenten beeinflußt, so daß ihr Überschwung und Un­ terschwung größer als die der ersten und dritten thermogesteuer­ ten Komponente sein können, wie in Fig. 7. gezeigt. Die Spritz­ gußmaschine M wird durch einen programmierbaren Steuerkreis 3 gesteuert, und die Betriebszustände der Spritzgußmaschine M, wie Temperaturanstieg, Schmelzen, Pause usw. sind durch den Steuer­ kreis 3 bekannt.

Signale des Steuerkreises 3 werden zu einem Mikroprozessor (MPU) 9 übertragen, um den gegenwärtigen Betriebsstatus der Spritzguß­ maschine M anzuzeigen: Temperaturanstieg, Schmelzen, Pause usw.

Die Zieltemperaturen T01 und T03 der ersten und dritten thermo­ gesteuerten Komponenten entsprechend dem gegenwärtigen Betriebs­ status der Spritzgußmaschine M werden auf der Basis von Tempera­ turdaten bestimmt, die in Bereichen (1) und (2) eines Computer­ speichers 13 gespeichert sind.

Die gegenwärtige Temperatur T2 der zweiten thermogesteuerten Komponente, die vom Sensor 5 erkannt wird, und die Zieltempera­ tur T02, die auf der Basis des Signals des Steuerkreises 3 be­ stimmt wird, werden zum MTU 9 übertragen. Eine erste Abweichung ΔT2 (ΔT2 = T2-T02) wird durch eine arithmetische Logikeinheit (ALU) 11 des MTU 9 berechnet und in einen Bereich (3) des Spei­ chers 13 geschrieben.

Außerdem berechnet die ALU 11 die Rate der Abweichungsänderung Δ(ΔT)2 der gegenwärtigen ersten Abweichung T2 und der vorheri­ gen ersten Abweichung T2′, die im Bereich (3) des Speichers 13 gespeichert ist (Δ(ΔT)2 = ΔT2-ΔT2′).

In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die ALU 11 die zweite Temperaturabweichung ΔT12, die die Abweichung zwischen der Zieltemperatur und der gegenwärtigen Temperatur des Trenn­ stückes ist, das zwischen den ersten und zweiten thermogesteuer­ ten Komponenten angeordnet ist. Die zweite Temperaturabweichung ΔT12 wird wie folgt berechnet:

ΔT12 = [ (T1 + T2) - (T01 + T02) ] / 2

wobei

T1:  festgestellte Temperatur der ersten thermogesteuerten Komponente,
T2:  festgestellte Temperatur der zweiten thermogesteuerten Komponente,
T01: Zieltemperatur der ersten thermogesteuerten Komponente,
T02: Zieltemperatur der zweiten thermogesteuerten Komponente.

Das Trennstück zwischen der ersten und zweiten thermogesteuerten Komponente ist üblicherweise schmal, und die Temperaturabwei­ chung dazwischen beträgt etwa 10°C, so daß die Temperaturabwei­ chung zwischen der berechneten Temperatur des Trennstücks, die auf der Basis der festgestellten Temperaturen T1 und T2 berech­ net wird, und dessen gemessener Temperatur sehr klein ist.

Unscharfe Folgerungen werden auf der Basis der Regeln und Mit­ gliedsfunktionen durchgeführt, die in den Bereichen (4) und (5) des Speichers 13 gespeichert sind, indem der Zustand des Spritz­ zylinders 1, die erste Abweichung ΔT2, die Rate der Ab­ weichungsänderung Δ(ΔT)2 und die zweite Abweichung ΔT12 benutzt werden, die jeweils gemessen oder berechnet werden.

Dann wird der Steuerwert für das zweite Heizelement H2 auf der Basis einer unscharfen Folgerung durch die ALU 11 berechnet. Der berechnete Steuerwert wird zum zweiten Heizelement H2 als Steuersignal durch die MTU 9 übertragen. Die oben beschriebene Reihenfolge, vom Lesen von Daten bis zum Senden von Steuersigna­ len an das zweite Heizelement H2, wird kontinuierlich wieder­ holt, so daß die tatsächliche Temperatur der zweiten thermoge­ steuerten Komponente schnell die Zieltemperatur T02 erreichen kann, die dem augenblicklichen Zustand der Spritzgußmaschine M entspricht. Es wird bemerkt, daß der Inhalt des Speichers 13 auf einer Ausgangseinheit 15, z. B. einem Bildschirm, angezeigt wer­ den kann, und mit einer Eingabeeinheit 15, z. B. einer Tastatur, geändert werden kann.

Die Mitgliedsfunktionen für jede unscharfe Variable sind in ei­ nem Bereich (4) des Speichers 13 gespeichert (sh. Fig. 2). Die unscharfen Variablen sind: Der Wert (A), der den Zustand der Spritzgußmaschine anzeigt, die erste Abweichung ΔT2 (B) der zweiten thermogesteuerten Komponente, die Rate der Abweichungsänderung Δ(ΔT)2 (C) der zweiten thermogesteuerten Komponente, die zweite Temperaturabweichung ΔT12 (D) zwischen den ersten und zweiten thermogesteuerten Komponenten und der Grad der Ausgabe für den Betrieb (E), d. h. eine Steuerspannung des zweiten Heizelements H2.

Jede Mitgliedsfunktion ist in eine Mehrzahl von Gruppen einge­ teilt, die einander überlappende Sektoren einschließen oder aus­ schließen. Jeder Gruppe ist ein jeweiliger Grad oder eine Wahr­ scheinlichkeit (0-1) zugeordnet.

Die MitgIiedsfunktion für die unscharfe Variable (A) ist in 5 unterschiedliche Gruppen eingeteilt. Die Grade der Gruppen sind "0" oder "1". Die Mitgliedsfunktion für die unscharfe Variable (B), die erste Abweichung ΔT2, ist in 7 Gruppen mit überlappen­ den Sektoren eingeteilt. Fünf der 7 Gruppen sind graphisch als Dreiecke dargestellt. In dem Graphen ist die Temperaturänderung entlang der horizontalen Achse - der unteren Kante der überlap­ penden dreieckigen Gruppen - aufgetragen und in 10°C-Schritten bestimmt, die der Breite der Unterkante von jeder dreieckigen Gruppe entsprechen.

Jede Mitgliedsfunktion für die unscharfe Variable (C), der Rate der ersten Abweichungsänderung Δ(ΔT)2 und der zweiten Abweichung ΔT12, ist in 5 Gruppen mit überlappenden Sektoren eingeteilt. Drei der 5 Gruppen sind ebenfalls graphisch als Dreiecke darge­ stellt. Bei den dreieckigen Gruppen ist die Rate der Abwei­ chungsänderung oder der zweiten Änderung an der Unterkante in 5°C-Schritten festgelegt, was der Breite der Unterkante von je­ der dreieckigen Gruppe entspricht.

Das zweite Heizelement H2, dessen Nennspannung 200 V beträgt, wird gesteuert, indem die Kontrollspannung mit 100 V plus oder minus eingegeben wird. Daher wird die Mitgliedsfunktion, dessen unscharfe Variable der Grad der Ausgabe für den Betrieb ist (E), d. h. die Steuerspannung für das zweite Heizelement H2, graphisch in 5 überlappende Sektoren eingeteilt, deren Überschneidungs­ punkte 50 V Inkremente abtragen. Drei der 5 Gruppen werden gra­ phisch als Dreiecke gezeigt.

Die Beziehung zwischen den Gruppen jeder Mitgliedsfunktion wird durch eine Regel bestimmt, die vorher in einem Bereich (5) des Speichers 13 gespeichert wurde. Als Beispiel wird in der folgen­ den Tabelle eine Regel für den Temperaturanstiegszustand ge­ zeigt:

In der Tabelle zeigen A, B, C und D in der "if"-Spalte (= wenn) unter der Überschrift INPUT (= Eingabe) jeweils die unscharfen Variablen: Den Zustand der Spritzgußmaschine M (A), die erste Abweichung ΔT2 (B), die Rate der Abweichungsänderung Δ(ΔT)2 (C) und die zweite Abweichung ΔT12.

Andererseits zeigt das Ausgabesignal OUTPUT E in der "then"- Spalte (= dann) den Steuerwert des zweiten Heizelements H2 (E).

In horizontaler Richtung der Tabelle, z. B. in Zeile 1, ist der Zusammenhang zwischen den INPUTs A, B, C und D logisch "AND", und in vertikaler Richtung ist z. B. der Zusammenhang zwischen Zeile 1 und Zeile 2 logisch "OR". Es wird bemerkt, daß in der Tabelle alle Kombinationen für alle Gruppen in der Mitgliedsfunktion für die INPUTs A, B, C und D gezeigt sind, wo­ bei unmögliche oder sehr seltene Kombinationen aus der Tabelle weggelassen worden sind.

Anschließend wird die unscharfe Folgerung zum Bestimmen der Ein­ gabewerte oder der Eingabespannung an die Heizelemente erklärt. Dieser Fall wird mit den folgenden Randbedingungen beschrieben. Die Variable (A), Betriebsstatus, ist X (Temperaturanstieg = TEMP. RISE), die Variable (B), die vorhergehende erste Tempera­ turabweichung ΔT2, ist Y, die Variable (C), die letzte Rate des Wechsels der Änderung Δ(ΔT)2 ist Z und die zweite Abweichung ΔT12 ist R.

In der Position Y der Variblen (B) bzw. der ersten Abweichung T2 sind die Gruppen "ZERO" und "NS" überlappt, in der Position Z der Variablen (C), bzw. der Rate der Änderung der Abweichung Δ(ΔT)2, sind die Gruppen "NS" und "NB" überlappt, und in der Po­ sition R der zweiten Abweichung T12 sind die Gruppen "ZERO" und "PS" überlappt. Daher führen Kombinationen der Eingaben (INPUTs) A, B, C und D zu fünf Regeln, die in Fig. 3 als Regeln No. 11, 12, 19, 20 und 21 gezeigt sind. In den Regelen No. 11, 12, 19 und 20 wird der OUTPUT E durch die INPUTs A, B und C bestimmt, in der Regel No. 21 wird der OUTPUT E durch die INPUTs A, B, C und D bestimmt. Die Beziehung zwischen INPUTs A, B, C und D in jeder Regel ist logisch "AND", so daß OUTPUT E für jede Kombina­ tion aus einem Bereich schlußfolgern wird, der die INPUTs A, B, C und D enthält. Der Bereich des OUTPUT E wird nämlich als eine Fläche gezeigt, die durch minimale Eingangswerte der INPUTs A, B, C und D eingeteilt wird, wie dies durch die schraffierten Flächen in Fig. 3 gezeigt wird.

Die tatsächliche Steuerspannung für das zweite Heizelement H2 wird durch ALU 11 auf der Basis der nach den Regeln gefolgerten OUTPUTs E berechnet.

Die Berechnungsschritte werden nachfolgend erklärt.

Die gegenseitige Beziehung zwischen den OUTPUTs E ist logisch "OR". Zuerst ist der gefolgerte Bereich (durch Schraffur in Fig. 3 markiert) jedes OUTPUTs E wie in Fig. 3 gezeigt zusammenge­ setzt.

Anschließend wird der Schwerpunkt des gefolgerten Bereichs in Fig. 4 bestimmt und der Steuerwert, der der Eingangsspannung für das zweite Heizelement H2 entspricht, berechnet. Der von der ALU 11 berechnete Steuerwert wird zum zweiten Heizelement H2 über­ tragen, und die entsprechende Steuerspannung wird durch den MPU 9 gesteuert.

Außerdem wird der Steuerwert für das erste Heizelement H1 und das dritte Heizelement H3 auf dieselbe Weise bestimmt und durch den MPU 9 gesteuert.

Durch Benutzung der oben beschriebenen unscharfen Steuerungs­ theorie können ein Temperaturüberschwung P_o und -unterschwung P_u (siehe Kurve F in Fig. 5) im Spritzzylinder 1 fast vollständig verhindert werden, und die Temperatur des Spritzzylinders 1 wird automatisch so angepaßt, daß sie der Zieltemperatur des augenblicklichen Operationszustands der Spritzgußmaschine M entspricht. Zusätzlich kann mangelhafte Produktionsqualität ver­ hindert werden. Selbst in Fällen des Einsatzes eines Harzes mit niedriger Thermostabilität ist keine manuelle Steuerung durch erfahrenes Bedienungspersonal notwendig.

Es wird darauf hingewiesen, daß bei der vorliegenden Ausfüh­ rungsform neue Mitgliedsfunktionen, z. B. eine Abweichung zwi­ schen der aktuellen Änderungsrate und der entsprechenden vorher­ gehenden Rate, zu den in Fig. 2 gezeigten Mitgliedsfunktionen hinzugefügt werden können.

Zusätzlich kann jede thermogesteuerte Komponente einzeln gesteu­ ert werden, nachdem alle thermogesteuerten Elemente gemeinsam auf vorbestimmte Temperaturen erhitzt wurden, wie in Fig. 6 ge­ zeigt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform kann eine Einspritzdüse, die am vorderen Ende des Spritzzylinders vorgesehen sein kann, ebenfalls durch Anwendung der unscharfen Steuerungstheorie ge­ steuert werden, wie sie im Spritzzylinder angewandt wurde.

Außerdem müssen die Temperaturen der Schmelzformen ebenfalls präzise gesteuert werden, so daß diese auch auf der Basis un­ scharfer Folgerungen gesteuert werden können.

In einigen Schmelzformen sind Vorrichtungen zum Erwärmen, z. B. eine elektrische Wärmeeinheit, und Vorrichtungen zum Kühlen, z. B. ein wasserdurchflossenes Rohr, vorgesehen. In diesem Fall können die Vorrichtungen zum Erwärmen und zum Kühlen auf der Ba­ sis der unscharfen Theorie gesteuert werden, so daß der Über­ schwung und der Unterschwung soweit wie möglich vermindert wer­ den. Daher kann eine ungelernter Bediener bei der Benutzung ei­ nes vorprogrammierten, durch Unschärfe gesteuerten Systems die Temperatur der Schmelzformen so steuern, als wenn er ein ausge­ bildeter Bediener wäre, der manuell steuert.

Bei der vorliegenden Erfindung sind die Temperaturen der thermo­ gesteuerten Komponenten, die sich gegenseitig beeinflussen, in der Lage, sich automatisch der Zieltemperatur anzupassen, die dem Operationsstatus der Spritzgußmaschine entspricht. Bei der oben beschriebenen automatischen Temperatursteuerung sind ein Überschwung und ein Unterschwung weitgehend vermieden worden. Daher trägt die vorliegende Erfindung zum effektiven Betrieb von Spritzgußmaschinen sowie zur Verminderung mangelhaft hergestell­ ter Produkte bei.

Claims (9)

1. Thermosteuerverfahren für eine Spritzgußmaschine (M) mit einer Mehrzahl von Heizvorrichtungen (H1, H2, H3) oder Kühlein­ richtungen, die in vorbestimmten Abständen angeordnet sind, zum Steuern von thermogesteuerten Komponenten zum Aufrechterhalten einer Zieltemperatur, die einem Betriebszustand der Spritzgußma­ schine (M) entspricht, mit den Schritten
Erkennen des Betriebszustands der Spritzgußmaschine (M) und der Temperatur deren thermogesteuerter Komponenten,
Berechnen einer ersten Abweichung (ΔT2) zwischen der Zieltempe­ ratur der thermogesteuerten Komponenten (T02), die dem augen­ blicklichen Betriebszustand der Spritzgußmaschine (M) ent­ spricht, sowie der augenblicklichen festgestellten Tempera­ tur (T2) und Berechnen der Rate der Abweichungsänderung (Δ(ΔT)2) zwischen der gegenwärtigen ersten Abweichung (ΔT2) und der vorhergehenden ersten Abweichung (ΔT2′),
Berechnen einer zweiten Abweichung (ΔT12) zwischen einer Ziel­ temperatur von Trennstücken, die Stücke zwischen den thermoge­ steuerten Komponenten darstellen, und deren augenblicklicher Temperatur,
Durchführen einer unscharfen Schlußfolgerung zum Definieren ei­ nes Steuerwerts für die Heiz- oder Kühleinrichtung, indem aus dem Betriebszustand der Spritzgußmaschine (M), der ersten be­ rechneten Abweichung, der Rate der Abweichungsänderung und der zweiten Abweichung rückgeschlossen wird,
wobei der Zustand der Einspritzmaschine (M), die erste Abwei­ chung (ΔT2), die Rate der Abweichungsänderung (Δ(ΔT)2), die zweite Abweichung (ΔT12) und der Steuerwert für die Heiz- (H1, H2, H3) oder Kühleinrichtung als unscharfe Variablen definiert sind und wobei der Rückschluß sowohl auf Regeln basiert, die eine gegenseitige Beziehung zwischen Gruppen innerhalb von Mit­ gliedsfunktionen regeln, als auch auf Mitgliedsfunktionen, die Gruppen aufweisen, denen im vorhinein jeweiligen optionalen Wer­ ten entsprechende optionale Wahrscheinlichkeiten zugewiesen wur­ den, und
Berechnen eines tatsächlichen Steuerwerts für die Heiz- (H1, H2, H3) oder Kühlvorrichtung auf der Basis des unscharfen Rück­ schlusses.

2. Temperatursteuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermogesteuerten Komponenten ein Spritzzylinder (1) oder Gußformen sind.

3. Temperatursteuerverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzzylinder (1) eine Einspritzdüse aufweist, die an dessen einem Ende vorgesehen ist.

4. Temperatursteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mitgliedsfunktion in eine Mehrzahl von Gruppen einge­ teilt ist, die gegenseitig überlappende Sektoren aufweisen, wenn die Mitgliedsfunktionen graphisch dargestellt sind.

5. Temperatursteuerverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die überlappenden Sektoren dreieckig sind, wenn diese gra­ phisch dargestellt werden.

6. Temperatursteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand der Einspritzmaschine (M) durch einen programmierbaren Steuerkreis (3) gesteuert wird.

7. Temperatursteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (H1, H2, H3) ein elektrisches Heizele­ ment ist.

8. Temperatursteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung ein Rohr mit zirkulierendem Wasser ist.

9. Temperatursteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitgliedsfunktionen und die Regeln vorab in einer Spei­ chereinheit (13) eines Computers gespeichert wurden.