Systemkonzepte

Prozessüberwachung

Bei der Prozessüberwachung werden - wie es der Name schon sagt - Spritzgiessprozesse anhand relevanter Prozessgrössen überwacht. Da die Qualität der hergestellten Spritzteile nicht in der Spritzgiessmaschine, sondern in der Kavität eines Werkzeugs bestimmt wird, dienen vor allem der Werkzeuginnendruck und die Werkzeugwandtemperatur in der Kavität als Basis für das Erkennen von Gut- und Schlechtteilen. Hierbei korrelieren spezifische Merkmale dieser Signale mit den Eigenschaften der hergestellten Teile. Ungefüllte Teile werden auf diese Weise ebenso erkannt wie Abweichungen in der Werkzeugtemperatur oder Unterschiede in Fliessverhalten.

Sobald in einem validierten Prozess die Überwachungsgrenzen dieser Funktionen verletzt werden, wird dies automatisch detektiert und in Form eines digitalen Schaltsignals an die Maschine oder die Peripheriegeräte zum Aussortieren der Schlechtteile weitergeleitet.

Prozesssteuerung

Bei der Prozesssteuerung sprechen wir von einem offenen Regelkreis. Hierbei werden Parameter wie z. B. der Umschaltdruck auf die Nachdruckphase oder die zeitliche Erkennung der Schmelzefront in Form eines Schaltsignals in «Quasi-Echtzeit» an die Maschinensteuerung gesendet.

Die Übertragung dieses Schaltsignals erfolgt während des aktuellen Zyklus, wobei keine Rückkoppelung zur weiteren Optimierung des Prozesses durchgeführt wird. Nicht jedes Schaltsignal liefert hierbei den gleichen Effekt. Die Nachdruckumschaltung bei einem fixen Druckwert kann bei unterschiedlichen Prozessbedingungen durchaus zu einer schlechteren Qualität führen. Eine automatische Nachdruckumschaltung basierend auf der Erkennung der Schmelzefront erfolgt in jedem Fall bei gleichem Füllgrad der Kavität, unabhängig von der Viskosität der Schmelze und der Füllgeschwindigkeit.

Im Vergleich zur Prozessregelung ist das Prinzip der Prozesssteuerung einfacher und mit einer wesentlich kleineren Systeminfrastruktur realisierbar.

Prozessregelung

Im Allgemeinen dient ein geschlossener Regelkreis dazu, eine vorgegebene physikalische Grösse auf einen gewünschten Sollwert zu bringen und dort, durch die Messung und Nachregelung des Istwertes, zu halten.

Bei der Prozessregelung sprechen wir von einem geschlossenen Regelkreis. Im Vergleich zur Prozesssteuerung werden die Regelparameter nicht in Echtzeit, sondern adaptiv verarbeitet. Das heisst, dass die Parameter erst am Schluss des aktuellen Zyklus berechnet und über eine Leitrechnerschnittstelle an die Maschinensteuerung übertragen werden. Über ein Protokoll werden auf diese Weise die neuen Einstellwerte der Spritzgiessmaschine für den nachfolgenden Zyklus kommuniziert. Hierbei werden beispielsweise Einstell-Profile für die Einspritzgeschwindigkeit, für den Nachdruck, für die Zylinder- oder Heisskanaltemperaturen oder angeschlossene Temperiergeräte übermittelt.

Im Vergleich zur Prozesssteuerung verfolgt die Prozessregelung einen ganzheitlicheren Ansatz. Die Prozessregelung ermöglicht, viel tiefer in den Spritzgiessprozess einzugreifen, wesentlich mehr Parameter sind beeinflussbar. Für die Prozessregelung wird aber auch eine wesentlich grössere Infrastruktur benötigt.