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Dokumentenidentifikation DE60028756T2 31.05.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001177087
Titel METHODE UND VORRICHTUNG ZUR HANDHABUNG VON AUSGEWORFENEN SPRTIZGUSSTEILEN
Anmelder Pressco Technology, Inc., Cleveland, Ohio, US
Erfinder COCHRAN, W., Don, Gates Mills, OH 44040, US;
FEDOR, L., Richard, Mantua, OH 44255, US
Vertreter Kador & Partner, 80469 München
DE-Aktenzeichen 60028756
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 14.04.2000
EP-Aktenzeichen 009234147
WO-Anmeldetag 14.04.2000
PCT-Aktenzeichen PCT/US00/10252
WO-Veröffentlichungsnummer 2000061350
WO-Veröffentlichungsdatum 19.10.2000
EP-Offenlegungsdatum 06.02.2002
EP date of grant 14.06.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse B29C 45/40(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B29C 45/76(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B29C 45/17(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Handhabung von Teilen, die von einer Spritzgussmaschine ausgeworfen werden. Insbesondere ist gemäß einem Aspekt die Erfindung auf ein System gerichtet, bei dem Daten, die in das ausgeworfene Teil eingespritzt sind, dazu verwendet werden, eine nützliche Rückmeldung über den Spritzgussprozess zu liefern. Gemäß einem weiteren Aspekt werden Spritzgussteile, die in einem Mehrfach-Spritzgussstempel geformt wurden, von dem Stempel in einer Art ausgeworfen, um eine relative Sequenz- oder Matrixorganisation zu erhalten, sodass eine nützliche Rückmeldungsinformation erzeugt werden kann. Dieses System ist insbesondere bei nachfolgenden Anwendungen mit maschineller Videoerfassung und Inspektion, wobei zum Beispiel Fehler in den Spritzgussteilen neuronal gelernt und zusätzliche kognitive Schritte ergriffen werden können, um den Prozess zu verbessern.

Obwohl die Erfindung insbesondere auf die Technik von Spritzgussmaschinen ausgerichtet und daher speziell hierfür beschrieben wird, wird herausgestellt, dass die Erfindung ebenso nützlich auf anderen Gebieten und Anwendungen einschließlich anderer Formverfahren genutzt werden kann.

Gemäß dem Stand der Technik werden bei dem Herstellungsprozess des Spritzgießens oder anderer Formverfahren, bei denen mehrere Teile pro Pressenhub oder pro Schuss hergestellt werden, die Teile typischerweise nach den Formen ausgeworfen, sodass sie völlig ungeordnet in einen durcheinander gemischten Stapel fallen.

Wenn zum Beispiel ein Spritzgussstempel 40 Teile pro Schuss herstellt, dann werden jedes Mal, wenn der Stempel geöffnet wird, typischerweise diese 40 Teile insgesamt ausgeworfen und fallen auf ein Förderband, das sie weiterführt und in einen Massen-Transportcontainer abwirft. Dieses Szenarium wird in zehntausenden Arbeitsverfahren von Spritzgussmaschinen weltweit ausgeführt und ist für viele Herstellungssituationen vollständig ausreichend.

Ein weiteres Abladeszenarium, das oft verwendet wird, ist das Entfernen von Komponenten von dem Werkzeug mithilfe eines Roboters. Roboter können aus vielen Gründen verwendet werden, so zum Beispiel, wenn die Komponenten zu groß sind, um sie sauber auszuwerfen und zu handhaben, oder wenn sie durch das Auswerfen und die Handhabung durch einen Massenförderer beschädigt werden könnten. Oder wenn die Komponenten eine extra Kühlzeit benötigen, bevor sie in Kontakt mit anderen Komponenten kommen dürfen, um ein Verkleben und/oder eine Beschädigung der Komponenten zu verhindern. In einigen Fällen werden Roboter verwendet, um die korrekte Orientierung oder Ordnung der Komponenten zu erhalten, oder als eine Technik zur Arbeitsreduzierung oder als Teil eines insgesamt automatisierten Systems.

In den Herstellungs-, und insbesondere in den Kunststoffindustrien wird mehr und mehr Aufmerksamkeit auf die Prozesssteuerung gerichtet. Es sind viele verschiedene Verfahren und Techniken zum Überwachen des Prozesses in verschiedenen Arten von Formmaschinen, insbesondere Spritzgussmaschinen, bekannt. So werden der Druck und der Fluss sowie Temperatur und Viskosität und viele andere Parameter überwacht, die eine Beziehung zu der Qualität des Formprozesses haben. Eine der Techniken, die mehr und mehr verwendet wird, ist die Technologie einer maschinellen Videoüberwachung oder optischer Inspektionstechniken, und zwar wegen der intelligenten und aussagekräftigen Natur dieser Art von Inspektionen, die damit ausgeführt werden können.

Maschinelle Videoüberwachungssysteme weisen generell ein Beleuchtungssystem zum Beleuchten einer Probe und eine Kamera mit einer Linse auf, um das reflektierte Licht von der Probe aufzunehmen. Ebenso sind Mittel zur Prozessbearbeitung vorgesehen, um geeignete Algorithmen anzuwenden. Ein digitalisiertes Bild wird von einem durch die Kamera aufgenommenen Bild hergestellt. Die Daten dieses Bildes können dann zum Beispiel zur Steuerung eines Roboterarmes, zum Identifizieren der Probe oder zur Bestimmung verwendet werden, ob die Probe akzeptierbar ist für spezifizierte Standards im Hinblick zum Beispiel auf Flocken, Prozessänderungen oder Variationen der Dimensionen. Die Daten können (wie hier vorgeschlagen) für eine Rückmeldung und eine Prozesssteuerung verwendet werden. Ein Beispiel eines maschinellen Videosystems ist in dem US-Patent Nr. 4,882,498 von Cochran et al. dargestellt und beschrieben, auf das hier Bezug genommen wird.

Unglücklicherweise ist es, von einem praktischen Standpunkt aus gesehen, gegenwärtig nicht möglich, eine Videoüberwachung durchzuführen, während das Produkt geformt wird, und zwar aufgrund der hohen Temperatur und dem hohen Druck innerhalb eines Formhohlraumes. Aus diesem Grunde wird eine Videoüberwachung typischerweise ausgeführt, nachdem zum Beispiel sich der Spritzgussstempel geöffnet hat, sodass das Teil freigelegt wird. Unglücklicherweise gibt es, da das Spritzgussteil immer noch in Kontakt mit einem Teil des Werkzeuges ist, wenn die Stempel aufgetrennt werden, lediglich eine begrenzte Möglichkeit einer Inspektion, die leicht zum Zeitpunkt des Öffnens der Stempel durchgeführt werden kann. Selbst wenn die gewünschten Merkmale beobachtet werden können, wenn die Stempel getrennt werden, jedoch bevor die Komponenten von dem Werkzeug ausgeworfen werden, ist oftmals das Ziel einer maschinellen Videoinspektion aus verschiedenen Gründen schwierig.

Der Hersteller will nicht den Herstellungsprozess verlangsamen, indem der Stempel in einer festen offenen Position belassen wird. Da viele Stempelhohlräume vorhanden sind und damit eine Vielzahl von Komponenten bei jedem Schuss inspiziert werden müssen, ist es notwendig, entweder viele Kameras, die jeweils auf eine einzelne Komponente fokussiert sind oder auf eine Gruppe von Subkomponenten, oder das Ergebnis ist schlecht, da mit einer beschränkteren Anzahl von Kameras die jeweilige Anzahl von Pixel, die für jede Komponente vorgegeben ist, reduziert wird, ferner sind Probleme und Schwierigkeiten hinsichtlich des Sichtwinkels vorhanden, ebenso wie Raum- und Montierbegrenzungen, und ferner ist eine optimale Beleuchtung extrem schwierig. Obwohl gewiss einige Merkmale vorhanden sind, die optisch oder durch maschinelle Videoüberwachung inspiziert werden können, während das Teil noch in dem geöffneten Werkzeug ist, ist es gut verständlich, dass dieses nur beschränkt möglich ist und eine umfangreiche Inspektion üblicherweise nicht durchgeführt werden kann. Es ist daher wesentlich erwünschter, um eine ausführliche Inspektion durchzuführen, diese Inspektion auszuführen, nachdem die Teile aus dem Formstempel ausgeworfen worden sind. Es ist in der Formindustrie, speziell beim Spritzgießen, gut gekannt, dass es viele verschiedene Arten von Beschädigungen gibt, die während des Spritzgussprozesses erzeugt wurden. Die Society of Manufacturing Engineers hat ein CD-ROM-Trainingsprogramm, das sie angeboten hat, das den Titel trägt „Trouble Shooting Injection Molding Problems". Es werden die folgenden 24 unterschiedlichen Defekte aufgelistet, die für fehlerhafte Schüsse gelten. Die aufgelisteten Defekte sind „schwarze Flecken, Blister, Schleier, Verbiegungen, Versprödungen, Blasen/Löcher, Kratzmarken, helle Flecken, wolkige Erscheinung, Kontamination, Bruchstellen, Haarrisse, Aufblättern, Verfärbungen, Gratbildung, Fließlinien, niedriger Glanz, Turbulenzen, Maschenlinien, nicht füllender/kurzer Schuss, exzessives Schrumpfen, Lunker, Ausbiegungen und Verwölbungen.

Zudem existiert eine Vielzahl von Dimensionsfehlern, die in Spritzgussteilen auftreten können. Es ist sehr erwünscht, eine maschinelle Videoinspektion oder optische Inspektion durchzuführen, um einige oder alle der oben erwähnten Defekte zu überwachen und die fehlerhaften Teile zu verwerfen. Es ist häufig ökonomisch durchaus vertretbar, diese Funktion zur Verfügung zu stellen, sodass die Qualität durch Aussortieren schlechter Produkte überwacht werden kann. Um aber ein Inspektionssystem sogar noch wertvoller für einen Spritzgusshersteller zu gestalten, ist es erwünscht, einen statistische Information über die Prozesssteuerung zur Verfügung zu stellen, sodass der Prozess korrigiert werden kann, sodass keine fehlerhaften Teile hergestellt werden. Manchmal ist eine Information aus der maschinellen Videoinspektion allein nicht ausreichend, eine Information zu liefern, was in dem Prozess außer Kontrolle gerät, und muss daher mit anderen Sensorinformationen kombiniert werden. Unabhängig davon, ob allein die Daten aus der maschinellen Videoinspektion oder optischen Inspektion verwendet werden, um Prozessvarianten zu bestimmen, oder ob sie mit anderen Sensorinformationen über den Prozess kombiniert werden, muss korreliert bestimmt werden können, welcher Formhohlraum oder welche Formhohlräume verantwortlich für die Herstellung von einer schlechten Komponente oder Komponenten sind.

Wenn die geformten Teile einfach ausgeworfen werden, sodass sie in eine nicht geordnete Gruppe auf eine Schütte oder ein Band fallen, dann geht die relevante Information zu einer Prozesssteuerung verloren, mit der aufgezeigt wird, aus welchem Formhohlraum die geformte Komponente kam.

Die WO 96/05040 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von mehreren geformten Kunststoffartikeln und eine Vorrichtung hierfür. Diese Kunststoffartikel tragen einen Zuschnitt aus einem Bogenmaterial, der zum Beispiel ein Etikett sein kann oder als Diffusionsbarriere dienen kann, die in die Etiketten bei deren Formung inkorporiert werden. Nach einer Formoperation werden die geformten Artikel ausgeworfen und können hinsichtlich der Qualität vor einer Lagerung überprüft werden, insbesondere kann bestimmt werden, aus welchem Formhohlraum eine inspizierte Komponente ausgeworfen wurde, indem die Komponenten in einer ausgewählten Ordnung von dem Auswerfen bis zur Inspektion gehalten werden.

Die vorliegende Erfindung fasst einen neuen Weg für die Handhabung von Teilen ins Auge, die aus einer Spritzgussmaschine ausgeworfen werden, der die oben angeführten und weitere Schwierigkeiten löst.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zur Handhabung von aus einer Spritzgussmaschine ausgeworfenen Teilen mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 6. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen spezifiziert. Gegossene Teile, die in einem Mehrfach-Formstempel geformt wurden, werden aus dem Stempel in einer Weise ausgeworfen, dass die relative sequentielle Organisation oder Matrixorganisation erhalten bleibt, sodass eine wirkungsvolle Rückmeldungsinformation erzeugt werden kann. Das System ist insbesondere bei Anwendungen mit nachfolgender maschineller Videoüberwachung und Inspektion nützlich.

Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung liegt in der Konstruktion, der Anordnung und der Kombination der verschiedenen Teile des Systems und den Schritten des Verfahrens, wobei die betrachteten Aufgaben, wie im Folgenden in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, erreicht werden, wobei

1 ein Formsystem zeigt, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.

2 ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

4 ein detaillierteres Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

5 einen Querschnitt einer Endansicht gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

6 eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

7 ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

8 ein Flussdiagramm ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Formen ausgebildet werden. Zunächst ist die Erfindung auf die Handhabung von Teilen gerichtet, die aus einer Spritzgussmaschine ausgeworfen werden. Wie oben erläutert, ist dieses insbesondere vorteilhaft für nachfolgende Anwendungen einer maschinellen Video- oder optischen Inspektion, die verwendet werden, um nützliche Rückmeldungen an das Formsystem zu liefern, um den Prozess zu verbessern. Zum Beispiel kann die Rückmeldung das Ergebnis haben, einen Hohlraum abzuschließen oder die Temperatur oder den Druck des Hohlraumes zu verändern, um den Prozess zu verbessern.

Ein bevorzugter Weg, um nützliche Informationen für die Hohlräume abzuleiten, beruht auf dem Konzept, die geformten Teile zu erfassen und dann in einer bekannten Sequenz zu organisieren, wenn sie aus dem Formstempel ausgeworfen werden. Dies wird vorzugsweise gemäß der vorliegenden Erfindung auf folgende Weise erreicht.

In dem Moment, wenn die geformten, von einem Mehrfach-Spritzgussstempel kommenden Teile von dem Stempel ausgeworfen werden, werden die Teile in Taschen oder Rohre fallengelassen, die ihre relative sequentielle oder Maxtrixorganisation aufrecht erhalten. Die Rohre transportieren dann die Spritzgussteile in einer bekannten Sequenz oder in bekannten Sequenzen.

Gemäß der Erfindung werden die abgegebenen Teile aus einer x-mal-y-Matrix in eine einzige bekannte Folgereihe von xy mal 1 umgewandelt. Wenn zum Beispiel die Form eine Matrix aus 6 Hohlräumen mal 8 Hohlräumen entsprechend 48 Spritzgussteilen aufweist, die bei jedem Schuss hergestellt werden, dann könnten die Rohre diese in eine bekannte 48 mal 1 Ordnungsreihe von Komponenten transportieren.

Die Rohre oder Schienen könnten gewisse Aspekte der Orientierung erhalten, sodass die Spritzgusskomponenten in eine oder auf eine Fördereinrichtung in einem zumindest teilweise orientierten Weg abgelegt werden können. Zum Beispiel könnte der Körper eines Kugelschreibers oder eines Filzschreibers in einer aufrechten Orientierung gehalten werden, sodass das offene Ende oder das größere offene Ende in einer speziellen Orientierung gehalten würde. Im Falle von Spritzguss-Vorformen, die der erste Schritt in dem Herstellungsprozess mit Streckblasformung von PET-Flaschen sind, könnten diese die Rohre oder Führungsschienen so verlassen, dass das offene Ende nach oben zeigt. In ähnlicher Weise könnten geformte Medizinflaschen in einer Konfiguration mit dem offenen Ende nach oben oder dem offenen Ende nach unten gehalten werden, sodass die Inspektion und die Überwachung des Prozesses mithilfe der Inspektion erleichtert wird. Da viele Teile in die Kategorie fallen, dass sie kreisförmig symmetrisch oder zylindrisch sind, ist die Halterung in einer partiellen Ausrichtung ein wertvolles Merkmal für die weitere Automation der Folge der Prozessüberwachung. Es gibt viele andere Klassen von Produkten, die signifikante Verhältnisse zwischen ihrer Höhe und Länge haben, und es würde wünschenswert sein, zumindest eine partielle Orientierung dieser Produkte aufrecht zu erhalten, um ebenso die Überwachung des Prozesses zu vereinfachen. Es existieren noch weitere Klassen von Produkten, die sehr schwierig auszurichten sind, da eine Vielzahl von Achsen symmetrisch um ihre Mittellinien verteilt sind oder sie keine mechanisch unterschiedlichen Merkmale haben. Für diese Art von Produkten ist es ein großer Vorteil, wenn man ihre Orientierung aufrechterhalten kann, um die Prozessüberwachung und weitere nachfolgende Automation ausführen kann. Im Hinblick darauf, dass viele Hersteller es anstreben, eine so genannte „Lichter aus"-Fabrik zu erreichen, ist es wünschenswert, die Orientierung des Produktes in dem automatisierten Prozess so früh wie möglich zu erhalten und diese durchgehend aufrecht zu erhalten.

Es ist ebenso wichtig zu verstehen, dass, obwohl ein Rohr eine sehr nützliche Transporteinrichtung für die Zwecke dieser Erfindung ist, andere geometrische Formen oder Konfigurationen, so zum Beispiel Schienenstränge oder Führungskäfige oder andere Einrichtung leicht die Rohre ersetzten könnten. Rohre haben den Vorteil, dass sie schnell zu beziehen sind, relativ billig sind, starr oder flexibel sind und keine exzessive Anpassung benötigen. Manchmal kann es wünschenswert sein, die Matrixplatte, an die die Rohre angeschlossen sind, näher zu dem Werkzeug im Moment des Auswurfes zu bewegen, sodass diese in dem Auswurfprozess nicht in eine Falschorientierung kommen. Wenn dieses getan wird, ist es sogar wichtiger, flexible Rohre zu verwenden oder äquivalente Rohre, die verwendet werden, um die Produkte in eine besseren Folgeorientierung zu führen. Wenn starre Rohre verwendet werden, sollten diese vorzugsweise Teleskoprohre sein, sodass eine Bewegung in Richtung auf das Spritzgussgerät hin oder von diesem weg ermöglicht wird.

Es sei darauf hingewiesen, dass es unter gewissen Umständen wünschenswert ist, die Produkte nicht in eine einzige Produktreihe zu führen, sondern eher in mehrere Produktreihen, sodass diese vielleicht an mehr als einem Ort inspiziert werden können oder um eine höhere Prozessgeschwindigkeit zu erreichen oder besseren herkömmliche Materialhandhabungssituationen zu erreichen oder diese letztlich zurück in eine einzelne Reihe mithilfe von nachfolgender Materialhandhabung zu führen.

Wenn einmal die Produkte in der bekannten Sequenz sind, können diese aus der Auffangposition durch eine Fördereinrichtung herausgenommen und anschließend durch ein Überwachungssystem oder eine andere Art eines Echtzeit-Inspektionssystems geführt werden, das die Funktion hat, jedes geformte Teil zu inspizieren. Diese Systeme sind im Stand der Technik gut bekannt. Das Inspektionssystem weist normalerweise einen Sensor auf, der angibt, dass ein Spritzgussteil an jeder Inspektionsstation und anschließend an einem oder mehreren Inspektionsköpfen angekommen ist, die entweder an einem Ort oder sequentiell längs einer Transporteinrichtung angeordnet sind.

Die Erfindung ist insbesondere auf das Spritzgießen von Vorformen anwendbar, wie dieses oben für das Streckblasformen für den Flaschenmarkt angegeben worden ist. Durch das Aufrechterhalten der geeigneten Orientierung für die Vorformen können diese auf viele Merkmale inspiziert werden, wodurch durch die Kenntnis, von welcher Spritzguss-Werkzeugstation sie stammen, viele wertvolle Prozesssteuerungsdaten erhalten werden. Wie besonders erwünscht, könnte die obere Schließoberfläche inspiziert werden, indem nach Kerben und Graten oder welligen Oberflächendimensionen und Unrund-Bedingungen geschaut würde. Ebenso könnte die Mittenausrichtung des Angusses überprüft werden. Eine weitere Technik der Videoinspektion könnte verwendet werden, um die Ausrichtung der Vorform zu bestimmen.

Es gibt mehrere Fehler, die in den Seitenwänden auftreten, die in der folgenden jedoch nicht beschränkenden Liste aufgeführt sind: Blasen, Einschlüsse, schwarze Flecken, Fließlinien, Kristallisierung, teilweise Kristallisierung, Spitzenkristallisierung, Seitenwanddicke, Toleranz- oder Dickenfehler, die von einem Bereich zu einem anderen zu große Änderungen aufweisen, wolkenartige Eigenschaften, zu lange Angussnoppen, Durchmesser von Bohrungen, Durchmesser der Basis der Bohrungen, Durchmesser des Pilfer-Proof-Ringes, stiftförmige Angusslinker, Einbuchtungen oder Schönheitsfehler an der Oberfläche, Kratzer und so weiter.

Wenn Fehler als bedeutend eingeschätzt werden, würde durch das System dann die fehlerhafte Komponente durch ein spezielles Auswurftor ausgeworfen. Wenn jedoch der Fehler nicht als bedeutender Makel bestimmt wird, sondern lediglich eine Prozessinformation betrifft, die korrigiert werden sollte, würde diese entsprechend angewendet werden, wie dieses in dem Stand der Technik bekannt ist. Mit dieser Folgeanordnung kann die Spritzgusshohlform korreliert bestimmt werden, sodass zum Beispiel für die dritte Vorform in einer sequenzierten Gruppe von Vorformen erkannt würde, dass diese aus dem Spritzgusshohlraum Nummer Drei stammt. Wenn mehrere Mehrfach-Stempel vorhanden sind, würde erkannt, von welchem Stempel die Form kam, und zwar mithilfe eines Signales, das angibt, welches Formteil für diesen Satz von Inspektionen ausgeworfen wurde.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung gibt die Möglichkeit, dass dann, wenn ein bestimmter Spritzgusshohlraum oder bestimmte Hohlräume ständig Produkte erzeugen, die einen nicht akzeptierbaren Qualitätsgrad haben, diese Station oder diese Stationen abgeschaltet werden können, während die Produktion weiterläuft. Die Information, die angibt, welche Stationen für den speziellen Schuss kein Spritzgussteil erzeugt haben, würde an das Inspektionssystem weitergegeben, sodass die Produkte durch ihre Folgeordnung hiermit genau korreliert bestimmt werden können. Anders gesagt, wenn die Station Nummer Drei in dem Spritzgussstempel abgeschaltet worden ist, würde die Sequenz Eins, Zwei, Vier, Fünf Sechs etc. durch die gesamte Sequenz sein und die statistische Prozesssteuerinformation sollte in dem automatisierten Inspektionssystem entsprechend behandelt werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung verwendet Sensoren, um potentiell sicherzustellen, dass die Spritzgussteile in die Rohre eingesetzt und aus dem Stempel entfernt wurden, wobei ein weiterer Satz von Sensoren dazu verwendet wird, sicherzustellen, dass diese Teile die Rohre verlassen haben und auf die Fördereinrichtung abgesetzt wurden.

Bei einer anderen Ausführung der Erfindung wird die Schwerkraft verwendet, um die Spritzgussteile durch die Transportrohre von der Matrixplatte abwärts auf die lineare Ausgangsplatte zu bewegen, wobei bei einer anderen Ausführung der Erfindung Luftströmungen verwendet werden, um die Bewegung der Spritzgussteile durch die Rohre zu unterstützen. Dies ist insbesondere dann anwendbar, wenn die Produkte eine gewisse signifikant horizontale Entfernung relativ zu der Vertikalen oder Schwerkraftdistanz überbrücken müssen.

Bei einer anderen Ausführung der Erfindung werden Rohre verwendet, deren Innenflächen einen reduzierten Reibungskoeffizienten aufweisen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Transportrohre verwendet, die eine Innenfläche aus einem Polymer oder einem elastischen Material aufweisen, das eine Härte größer als 50 auf der A-Shore-Skala hat. Bei einer weiteren Ausführung wird die Anwendung einer die Reibung reduzierenden Substanz auf der Innenseite der Rohre angesprochen, so zum Beispiel Teflon oder andere Fluorkohlenstoffmaterialien. Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung werden spiralig gewickelte Rohrmaterialien verwendet, um eine zusätzliche Flexibilität vorzusehen.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die Matrixplatte gegen den Spritzgussstempel verschwenkt oder von diesem weg bewegt, der die Teile auswirft, sodass die Distanz kurz genug ist, dass sie ihre richtige Ausrichtung nicht verlieren oder die Rohre nicht treffen. Dieses kann in einer Anzahl von unterschiedlichen Formen erfolgen, indem zum Beispiel die Matrixplatte in die Entladeposition und aus dieser heraus in einem roboterähnlichen Weg bewegt wird, sie könnte vertikal durch geeignete Führungsstangen einfach hin und weg bewegt werden, oder sie könnte in einem Bogenweg verschwenkt werden, sodass sie von dem Werkzeug so zurückgezogen wird, dass sie nicht die Maschinenfunktion beim normalen Prozess stört. Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung wird für die Bewegung der Matrixplatte, die das Eingangsende der Rohre aufnimmt, vorgesehen, einen Extraraum vorzusehen, der erforderlich ist, wenn der Stempel ein Drehstempel ist, jedoch so, dass sie noch exakt durch das System bedient werden kann

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung wird eine Serie von Sensoren oder ein Durchstrahl-Sensor vorgesehen, der verifiziert, dass alle der Spritzgusskomponenten den Aufgangbereich verlassen haben und mithilfe der Transporteinrichtung aus dem Auffangbereich transportiert wurden, sodass sie das Auffangen der nächsten Gruppe nicht stören, was einer Sicherheitsmaßnahme entspricht. Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung wird ein Verfahren mit konischer Führung für das Ablegen in dem Behälter verwendet, der in dem System für die Vorformen verwendet wird, um die Vorformen zunächst mit dem nach unten gerichteten geschlossenen Ende in eine Transporteinrichtung abzusetzen, sodass sie an ihrem Kragenring hängen und der Raum zwischen der Transporteinrichtung größer ist als der Durchmesser der Vorform, sodass diese frei nach unten zwischen die beiden Seiten der Transporteinrichtung fallen kann.

In Bezug auf die Zeichnungen, in denen die dargestellten Elemente lediglich zum Zweck der Illustrierung der oben und im folgenden beschriebenen Ausführungen der Erfindung dienen und nicht beschränkend sind, zeigt die 1 eine repräsentative Ansicht eines Spritzgusssystems, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet werden kann. Wie dargestellt, weist das Spritzgusssystem 10 einen Revolver-Drehtisch 12 auf, dessen Funktion es ist, Spritzgussteile von Formkernen 14 freizugeben, die mit der Einrichtung 16 zusammenarbeiten, um die Spritzgussteile zu bilden. Diese Art eines Spritzgusssystems ist in dem US-Patent Nr. 5,772,951 von Coxhead et al. und dem US-Patent Nr. 5,728,409 von Schad et al. beschrieben, wobei hier auf beide Dokumente Bezug genommen wird.

In einer oben erwähnten Ausführung der Erfindung werden Spritzgussteile nach der Formung von dem Drehtisch 12 auf eine Fördereinrichtung 18 ausgeworfen, die verschiedene geeignete Formen aufweisen kann. Die Teile werden dann zu einer Inspektionsstation geführt (die zum Beispiel in 2 gezeigt ist), in der die Teile inspiziert und Daten oder Codewörter, die in die Teile bei dem Spritzgussprozess eingeformt wurden, ausgelesen werden, um den entsprechenden Ursprungshohlraum zu bestimmen, um die Hohlräume zu bestimmen, die besonderes beachtet werden müssen, um den Prozess zu verbessern. Ob die Teile zuerst inspiziert oder zuerst ausgelesen werden, hängt von den Bedürfnissen des Anwenders und des verwendeten Inspektionssystems ab. Die durch das Inspektionssystem erhaltenen Daten werden in geeigneter Weise bearbeitet, wobei bekannte Techniken verwendet werden, um nützliche Rückmeldungen für das Spritzgusssystem zu liefern, um den Prozess zu verbessern. Beispiele für eine solche Rückmeldungs-Steuerung sind oben erwähnt worden.

In 2 ist eine Ausführung dargestellt, die die Aspekte der oben beschriebenen alternativen bevorzugten Ausführungsform zeigt. Speziell ist das generell oben beschriebene Spritzgusssystem 10 dargestellt. Ebenso gezeigt ist eine Station 20, die am gegenüber liegenden Ende der Fördereinrichtung 38 positioniert ist, um Video- und andere Inspektionstechniken durchzuführen. Einrichtungen (die als Kästen in der Station 20 repräsentativ gezeigt sind), die solche Funktionen ausführen, sind im Stand der Technik gut bekannt und enthalten geeignete Bildaufnahmegeräte und Datenbearbeitungseinrichtungen sowie ferner Rückmeldungs- und Prozesssteuerungsfunktionen.

Deutlich zeigt 2 eine Einrichtung 100, um einen geordneten Teileauswurf von einer Spritzgusseinrichtung 10 zu erleichtern. Wie oben beschrieben, weist die Einrichtung 100 eine Matrixplatte 102 mit mehreren Öffnungen auf, die der Anzahl der Spritzgusskerne 14 des Drehtisches 12 entsprechen. Die Öffnungen sind mit Rohren 104 (nicht alle sind gezeigt) verbunden, die von der dem Drehtisch 12 gegenüber liegenden Seite wegragen. Die Rohre 104 erstrecken sich von der Matrixplatte 102 zu einer linearen Taschenplatte 106. Es sei darauf hingewiesen, dass Spritzgussteile von dem Drehtisch 12 durch die Öffnungen der Matrixplatte 102 in die korrespondierenden Rohre 104 ausgeworfen werden. Die Spritzgussteile verlassen dann die Rohre durch entsprechende Öffnungen in der Taschenplatte 106, um auf die Transporteinrichtung 18 abgesetzt und zu der Station 20 für eine Video- und andere Inspektionstechniken transportiert zu werden.

Ebenso sind in 2 optionale Einrichtungen gezeigt, so zum Beispiel eine Luftströmungsunterstützungseinrichtung 110, um den Transport der Spritzgussteile durch die Rohre zu unterstützen. Zusätzlich sind ebenfalls Sensoren 112 beispielhaft gezeigt. Die Luftströmungsunterstützungseinrichtung und die Sensoren sind oben beschrieben worden. 2 zeigt auch eine Aufsicht A des geraden Förderers 18a mit beispielhaft dargestellten Transportgurten.

3 zeigt ein System ähnlich dem in 2 dargestellten. Jedoch dreht der Drehtisch 12 in 3 im Gegenuhrzeigersinn und nicht im Uhrzeigersinn. Zudem sind in 3 keine Sensoren 112 gezeigt. Zusätzlich ist eine Aufsicht B eines Teiles des S-förmigen Förderers 18b gezeigt, der flexible, schwammartige Elemente 19 aufweist, um die Teile für den Transport zu der Inspektionsstation zu ergreifen.

In 4 ist eine detailliertere Darstellung der Einrichtung 100 gezeigt. Speziell ist die Matrixplatte 102 mit 48 Öffnungen in einer 6-mal-8-Matrixkonfiguration gezeigt. Die Rohre, die von jeder der Öffnungen ausgehen, erstrecken sich zu der Platte 106, um die 6-mal-8-Matrix in eine lineare 48-mal-1-Konfiguration umzuwandeln. Ebenso sind beispielhaft bei 120 Spritzgussteile in 4 dargestellt.

Ferner zeigt 4 einen Teil der Fördereinrichtung 18 mit Förderbändern 122 und 124. Wie näher in 5 dargestellt, die eine geschnittene Endansicht der Einrichtung 100 und des Förderers 18 zeigt, können die Förderbänder 122 und 124 so ausgerichtet sein, dass sie eine V-förmige Form einnehmen, um die Spritzgussteile aufzunehmen. Die Einrichtung 18 weist ferner einen Schlitz 126 und eine Schulter 128 auf, die den Halsbereich 130 des exemplarisch dargestellten Spritzgussteiles 120 aufnehmen.

Die 6 zeigt Alternativen, die als Fördereinrichtung 18 verwendet werden können. Speziell ist ein abgerundeter Fördergürtel 140 gezeigt, um den Transport des Spritzgussobjektes 120 zu übernehmen. Es sei darauf hingewiesen, dass ein anderer abgerundeter Fördergürtel auf einer gegenüber liegenden Seite der Fördereinrichtung 18 positioniert sein könnte oder ein Gurt mit einem unterschiedlichen Querschnitt verwendet werden könnte. Wie in 6 gezeigt, ist dort ein Gurt 142 mit dem Querschnitt eines Trapezes gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Transportgurte, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, jede beliebige Form haben können, um sich an die Form des zu handhabenden Spritzgussteiles anzupassen. Die hier beschriebenen sind lediglich Beispiele.

7 zeigt, dass die Matrixplatte 102 gegebenenfalls aus der Drehebene des Drehtisches 12 unter Verwendung eines Schwenkpunktes 150 auf einer Seite der Platte 102 bewegt werden muss. Jede beliebige bekannte Technik kann verwendet werden, um an dem Schwenkpunkt anzugreifen, und die Matrixplatte kann durch bekannte Techniken verschwenkt werden, so zum Beispiel durch einen Luftzylinder, einen Hydraulikzylinder, eine Nocke, etc.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Rohre 104 kritische Winkelwerte erfüllen müssen, um einen reibungslosen Transport der Spritzgussteile zu erreichen. Im Falle, dass ein spezieller Winkel eines Rohres keinen leichten Transport ermöglicht, können eine Anzahl von Techniken verwendet werden, wie dieses oben beschrieben wurde. Zum Beispiel kann die Innenseite der Rohre mit einem Material niedriger Reibung/niedrigem Widerstand beschichtet werden, wie zum Beispiel Teflon, und/oder es könnten Luftunterstützungsströmungen verwendet werden, um das Spritzgussteil durch das Rohr zu blasen.

Um die Funktion des oben im Detail beschriebenen Systemes hervorzuheben, liefert 8 ein Flussdiagramm, das die gesamte Arbeitsweise des Systemes zeigt. Es sei bemerkt, dass dieses Verfahren der Erfindung aus der oben angegebenen detaillierten Beschreibung klar sein sollte. Zunächst werden Komponenten, die aus dem Spritzguss- und Inspektionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeworfen wurden, von dem Stempel zu der Inspektionseinheit (Schritt 802) gefördert. Als nächstes wird durch die Inspektionseinheit (Schritt 804) bestimmt, ob die einzelnen Komponenten Makel aufweisen. Als nächstes wird bestimmt, aus welchem Hohlraum (oder Hohlräumen) eine oder mehrere inspizierte Komponenten ausgeworfen wurden , indem die Komponenten in einer gewählten Ordnung, wie oben beschrieben, gehalten werden, oder indem in die Komponente eingespritzte Informationen, wie ebenfalls oben beschrieben, erkannt werden (Schritt 806). Zuletzt wird das Spritzguss- und Inspektionssystem entsprechend der gewonnenen Information gesteuert, wie oben erläutert (Schritt 808). Es sei darauf hingewiesen und sollte aus der obigen Beschreibung klar sein, dass das obige Verfahren in dem hier beschriebenen System verwendet werden kann, indem geeignete Hardware- und Software-Techniken verwendet werden, die beim Lesen der Beschreibung klar sein sollten.


Anspruch[de]
Verfahren zur Prozesssteuerung in einem Spritzguss- (10) und Inspektionssystem (20), wobei das Spritzguss- und Inspektionssystem ausgelegt ist, Komponenten mit Hilfe eines Stempels zu formen, der Formenhohlräume aufweist, und die Komponenten mit Hilfe eines Inspektionssystemes zu inspizieren, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

Fördern der Komponenten, die von dem Stempel ausgeworfen wurden, zu dem Inspektionssystem;

Bestimmen, ob Spritzfehler bei irgendeiner Komponente vorliegen;

Bestimmen, aus welchem Formenhohlraum eine inspizierte Komponente ausgeworfen wurde;

selektives Steuern des Spritzguss- und Inspektionssystemes auf der Basis der Bestimmungsschritte;

dadurch gekennzeichnet, dass der Bestimmungsschritt das Merkmal aufweist, die Komponenten in einer ausgewählten Ordnung von dem Auswerfen bis zur Inspektion zu halten, indem eine (x-mal-y)-Matrix der Komponenten, die von dem Stempel ausgeworfen wurden, in eine (x-mal-y)-mal-1-Matrix der Komponenten umgewandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Umwandlung durch einen Transport der Komponenten durch Rohre (104) erfolgt. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die selektive Steuerung den Schritt aufweist, zumindest einen Formenhohlraum auszuschalten. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die selektive Steuerung den Schritt aufweist, die für einen Formenhohlraum bestimmten Spritzfehler zu korrelieren. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Komponenten Vorformen aufweisen. System zur Prozesssteuerung, wobei das System Vorrichtungen zum Formen von Spritzkomponenten mit Hilfe eines Formenhohlräume enthaltenden Stempels zugeordnet ist, und das System aufweist:

eine Einrichtung (18) zum Fördern der von dem Stempel ausgeworfenen Komponenten zu dem Inspektionssystem;

eine elektrooptische Einrichtung zum Bestimmen, ob Spritzfehler in irgendeiner Komponente vorhanden sind;

eine Einrichtung zum Bestimmen, aus welchem der Formenhohlräume eine inspizierte Komponente ausgeworfen worden ist;

eine Einrichtung zum selektiven Steuern des Spritzguss- und Inspektionssystemes auf der Basis der Bestimmungsschritte;

dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinrichtung ausgelegt ist, um die Komponente in einer ausgewählten Ordnung von dem Auswerfen zur Inspektion zu halten, indem eine (x-mal-y)-Matrix der von dem Stempel ausgeworfenen Komponenten in eine (x-mal-y)-mal-1-Matrix der Komponenten umgewandelt wird.
System nach Anspruch 6, wobei ferner Rohre (104) vorgesehen sind, um die (x-mal-y)-Matrix in eine (x-mal-y)-mal-1-Matrix der Komponenten umzuwandeln. System nach Anspruch 7, wobei die Rohre (104) eine Oberfläche mit reduzierter Reibung aufweisen, um den Transport der Komponenten durch die Rohre zu erleichtern. System nach Anspruch 7, wobei ferner eine Düsenunterstützungseinrichtung (110) vorgesehen ist, um den Transport der Komponenten durch die Rohre (104) zu erleichtern. System nach Anspruch 7, wobei ferner Sensoren (112) vorgesehen sind, mit denen detektiert werden kann, ob zumindest eine der Komponenten die Formenhohlräume verlassen hat und ob die Komponenten durch die Rohre (104) transportiert worden sind. System nach Anspruch 7, wobei die Rohre (104) zum Umwandeln eine (x-mal- y)-Matrixplatte (102) aufweisen, die mit einem Ende der Rohre (104) verbunden ist. System nach Anspruch 7, wobei die Rohre (104) zum Umwandeln eine lineare (x-mal-y)-mal-1-Matrixplatte (102) aufweisen, die mit einem Ende der Rohre (104) verbunden ist. System nach Anspruch 6, das ferner aufweist:

mehrere Rohre (104), durch die die von dem Stempel ausgeworfenen Komponenten transportiert werden;

eine Matrixplatte (102) mit Öffnungen, die den Formenhohlräumen entsprechen und in denen erste Enden der Rohre (104) aufgenommen sind, um die ausgeworfenen Komponenten zu empfangen, wobei die Matrixplatte Öffnungen aufweist, die eine (x-mal-y)-Matrix bilden;

eine lineare Aufnahmeplatte (106) mit Öffnungen, in denen zweite Enden der Rohre (104) aufgenommen sind, durch die die ausgeworfenen Komponenten die Rohre verlassen, wobei die lineare Aufnahmeplatte Öffnungen aufweist, die eine (x-mal-y)-mal-1-Matrix bilden; und

eine Fördereinrichtung (18), mit der die Komponenten zu der Inspektionseinheit gefördert werden können, nachdem sie die Rohre (104) verlassen haben.
System nach Anspruch 13, wobei die Rohre (104) eine Oberfläche mit verringerter Reibung aufweisen, um den Transport der Komponenten durch die Rohre zu erleichtern. System nach Anspruch 13, wobei ferner eine Düsenunterstützungseinrichtung (110) vorgesehen ist, um den Transport der Komponenten durch die Rohre (104) zu erleichtern. System nach Anspruch 13, wobei ferner Sensoren (112) vorgesehen sind, mit denen detektiert werden kann, ob zumindest die Komponenten die Formenhohlräume verlassen haben und ob die Komponenten durch die Rohre (104) transportiert worden sind. System nach Anspruch 13, wobei das System mit Einrichtungen ausgerüstet ist, um Vorform-Komponenten zu bilden.






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