Brevet FR2396643A1 — publié le 19790202

La presente invention concerne un ensemble électronique de commande d'une machine à injecter les matières plastiques. Une machine à injecter les matières plastiques comporte essentiellement d'une part une presse servant à déplacer relativement les deux parties du moule et d'autre part un ensemble d'injection servant à injecter la matière plastique dans le moule serré par la presse. La presse comporte généralement un ou plusieurs vérins pour manoeuvrer les plateaux de la presse. L'ensemble dtinjection est formé généralement par un fourreau dans lequel est logée une vis-piston rotative qui peut être déplacée en translation par un vérin lors de l'injection. La sortie de la matière steffectue par une buse qui sur certaines machines est associée à un système obturateur à commande hydraulique qui stouvre pendant l'injection. Un vérin de déplacement relatif de la presse et de l'ensemble dtinjec- tion, appelé 'tpontontt sert à maintenir ltensemble d'injection contre le moule pendant le cycle de la machine Le cycle d'injection peut se décomposer en plusieurs phases, à savoir phase d'injection, phase de maintien et de refroidissement, phase d'ouverture et de démoulage, phase de fermeture. La phase de maintien correspond à la période pendant laquelle la matière est maintenue sous pression dans la première période du refroidissement.La phase de refroidissement correspond à la période pendant laquelle le moule reste fermé après injection. La phase ouverture comprend généralement une ouverture rapide suivie d'une course à vitesse plus lente. La phase de fermeture comprend généralement une course dtapproche à grande vitesse suivie dlune course à vitesse reduite et dtun verrouillage. Un automatisme commande les différents vérins de manière à assurer le deroulement des séquences. Cet automatisme doit être adapté pour assurer certaines sécurités par exemple en cas de blocage de la presse. Il doit aussi permettre des séquences auxiliaires qui consistent à mettre en oeuvre des vérins associes au moule pour en déplacer certaines parties. On utilise pour réaliser une certaine partie du cycle de la machine, par exemple l'ouverture et la fermeture, un certain nombre de vérins. Ainsi une presse de machine à injecter conforme au brevet français 1.555.339 exige un nombre de vérins plus important qu'une presse équipée d'un vérin conforme au brevet français 1.583.814. Le nombre et l'ordre des séquences varient suivant le principe de la machine. Jusqu'à présent les automatismes etaient étudies en fonction de ltordre des séquences dtun certain type de machine et ne pouvaient donc être utilises qu'avec ce seul type de machine. On connait un automatisme pour machine à injecter les matières plastiques dans lequel des détecteurs contrôlent des bascules dont les sorties servent à commander des organes électromécaniques tels que des électrovalves. Chaque bascule change de niveau logique, pour assurer le passage d'une séquence à la séquence suivante, sous l'action des détecteurs auxquels elle est reliée. Un tel changement de niveau logique d'une bascule ne peut se produire~ que si la sortie de la bascule précédente à laquelle elle est reliée est elle#meame à un niveau logique correspondant à la commande d'un organe électromécanique. Le changement de niveau logique dtune bascule lors du passage d'une séquence à 12autre remet à zéro la précédente bascule.Avec un tel automatisme il est difficile de modifier L'ordre et le nombre des séquences sans modifier la conception d'ensemble des circuits logiques. La présente invention a pour objet un automatisme comportant des circuits électroniques logiques tel que l'on puisse modifier le programme sans modifier la partie regroupant les dits circuits logiques. Avec un tel automatisme, la partie comprenant les circuits logiques reste inchangée meme si l'on modifie l'ordre et le nombre de séquences, ce changement se faisant simplement par modification du cablage. Notamment la partie comprenant les circuits logiques peut être identique d'une machine à l'autre. Ceci introduit une certaine standardisation des automatismes de machines à injecter.Les séries fabriquées sont plus importantes et le stock de pièces nécessaires à la maintenance est réduit. La conception de ltautomatisme selon l'invention permet de former plusieurs groupes de circuits logiques tels que chaque groupe soit affecté à un ensemble d'organes électromécaniques contrant une fonction de la presse telle que l'ouverture ou la fermeture ou l'injection. Le regroupement des circuits logiques en ces différentes fonctions permet le montage de ces circuits sur des cartes embrochables ce qui facilite le dépannage. Les câblages entre cartes peuvent être remplacés par un circuit imprimé ce qui réduit le temps de main d'oeuvre et supprime les erreurs de câblage. L'ensemble de commande selon l'invention est destiné à une machine à injecter les matières plastiques comprenant des organes moteurs qui déplacent certaines de ses parties mécaniques, des organes électromécaniques qui servent à contrôler l'alimentation en puissance des organes moteurs, des détecteurs qui sont manoeuvrés par les parties mécaniques mobiles pour contrôler le début ou la fin des séquences, et il est essentiellement caractérisé par le fait qu'il comprend un ensemble de circuits électroniques logiques du type ET ou NAND qui comportent chacun une sortie susceptible de commanderunefin ou undébut de séquence et qui comportent d'une part deux entrées qui sont reliées à deux circuits à mémoire du type à bascules l'un de ces circuits à mémoire étant susceptible d'être contrôlé par un signal de début de séquence, l'autre étant susceptible d'entre contrôlé par un signal de fin de séquence et d'autre part une entrée qui est connectée à un groupe d'entrées qui appartiennent chacune à un dit circuit logique du type ET ou MAND et reçoivent des signaux validant ou bloquant l'ensemble des circuits ET ou NAND correspondant à ce groupe d'entrées. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et illustré par les dessins annexes. La figure l représente un schéma synoptique simplifié de ensemble de commande conforme à l'invention. La figure 2 représente un sous-ensemble de la figure I qui regroupe les circuits logiques associés à la fonction fermeture. La figure 3 représente un sous-ensemble de la figure 1 qui regroupe les circuits logiques associés à la fonction ouverture. La figure 4 représente un sous-ensemble de la #figure 1 qui regroupe les circuits logiques associés à la fonction injection. La figure 5 représente un sous-ensemble de la figure 1 qui regroupe les circuits logiques associés à la fonction sécurité. La figure 6 est un diagramme des temps destiné à illustrer le fonctionnement de 11 ensemble de commande conforme à l'invention. Sur la figure 1, une machine à injecter les matières plastiques est schématiquement représentée Cette machine comporte divers organes moteurs, à savoir des vérins, qui servent à déplacer certaines parties mécaniques. Ainsi la presse comporte un ensemble de fermeture et dtouverture hydraulique il servant à déplacer le plateau mobile 12 de la presse par rapport au plateau fixe 13. Le dispositif dtinjection, formé d'un fourreau 14 dans lequel tourne une vis-piston 15, comporte lui aussi des organes moteurs comme par exemple le vérin 16 servant à déplacer axialement la vis-piston. La machine peut comporter d'autres vérins suivant le principe de la presse. Ces vérins sont alimentés par un circuit hydraulique.Des organes électro-mécaniques V1 à vio servent à contrôler l'alimentation hydraulique des vérins. Ces organes électromécaniques sont par exemple des électrovannes ou des soupapes électriques. Le circuit hydraulique de la presse est un quelconque circuit hydraulique de machine à injecter. Des détecteurs de position 51 à 57 sont manoeuvrés par les organes mobiles de la machine de manière à contrôler le début des séquences ou à contrôler la fin des séquences. Des détecteurs 61 à 64 assurent les diverses fonctions de sécurité telles que : détection d'une pression hydraulique anprmale, L'ensemble de commande comprend des circuits électroniques statiques, El à E12, qui assurent chacun la fonction logique ET. Les circuits El à E12 fournissent pour la plupart un signal de sortie dans un circuit de sortie AI à A10 dont la sortie peut commander un début ou une fin de séquences Chacun des circuits Al à Alo commande l'un des organes électromécanique 5V1 à V10. Le circuit ElO commande une minuterie 82 par une connexion 74, tandis que le circuit Eli commande une minuterie 81. Les circuits A1 à A10 sont des amplificateurs inverseurs. Chaque circuit El à E12 possède trois entrées. Une des entrées est reliée à un circuit à mémoire B1 à B12 par une liaison LI à L12. Une autre entrée est reliée à un circuit à mémoire Blt à 3121 par une liaison LI' à L12'. Chacun des circuits à mémoire peut délivrer un signal de sortie dont le niveau logique peut s'inverser . Ces circuits sont des bascules bistables du type RS, Chacun de ces circuits comporte deux entrées à savoir une entrée R et une entrée S. Les entrées R1 à R12 des circuits à mémoire B1 à B12 sont destinées à recevoir un signal correspondant à un début de séquence. Les entrées R1' à R12' des circuits à mémoire B1' à B12' sont destinées à recevoir un signal correspondant à une fin de séquence. Les entrées S1 à S12 des circuits à mémoire B1 à B12 et les entrées S1' à S12' des circuits à mémoire B1' à B12' sont connectées à des remises à zéro 24 et 34. La connexion 24 servant à faire basculer les bascules B5 à B8 et 35' à B8' est la sortie du circuit 21.Cette sortie 24 sert par ailleurs à faire basculer les bascules B9 à B12 et B9' à B12t. La connexion 34 qui sert à faire basculer les bascules B1 à B4 et Blt à B4' est la sortie du circuit 31. Les deux bascules bistables associées à un circuit tel que E2 sont généralement reliées respectivement à un détecteur servant au début de séquence ce qui correspond généralement à l'ouverture d'un organe électromécanique et à un détecteur servant à une fin de séquence ce qui correspond généralement à la fermeture dtun organe électromécanique. Dans certains cas, les bascules sont reliées à une minuterie comme par exemple les bascules 310', B11 et B11', 35. Ghaque signal d'un détecteur de position ou de minuterie provoque à la fois la fin- d'une séquance et le début de la séquence suivante. A cet effet, chaque détecteur est relié par une sortie double à une bascule arretant une séquence et à une bascule commandant le début de la séquence suivante.Ainsi, par exemple, le contact 51 est relié par- la liaison 511 à la bascule B1' arretant la séquence d'avance-fermeture et par la liaison 512 à la bascule B2 qui commande le début de la séquence de freinage-fermeture. Comme cela est habituel, des circuits de mise en forme sont prévus à la sortie des détecteurs ma-is ils ne sont pas représentés pour ne pas alourdir les schémas. Les circuits El à E12 forment plusieurs groupes. Dans chaque groupe une entrée de circuit ET est connectée un groupe d'entrées qui appartiennent chacune à un circuit ET de ce groupe. Ainsi une connexion 24 relie une e ntrée de chaque circuit ET du groupe de circuits El à E4. De même des connexions 34 et 44 relient respectivement les circuits ES à E8 et E9 à E 12. Ces connexions transmettent des signaux qui ne sont pas liés à une séquence particulière de la machine mais qui au contraire doivent agir sur plusieurs circuits ET c'est à dire sur plusieurs séquences simultanément.Ainsi les si- gnaux transmis par les connexions 24, 34 ou 44 sont relatifs à la sécurité, à l'arrêt de plusieurs séquences ou de la totalité du cycle de la machine, au démarrage de tout ou partie du cycle de la machine. Ces signaux valident ou bloquent l'ensemble des circuits ET d'un même groupe de circuits connectés. Les circuits ET sont ainsi regroupés en plusieurs sous-ensembles référencés I, Il, III. Chaque sous-ensemble est caractérisé par le fait qu'il comporte un groupe de circuits ET tel que El à E4 dans lequel ces circuits ET sont réunis par une connexion commune. Le sous-ensemble I regroupe les circuits notamment les circuits El à E4 > qui commandent les séquences relatives à la fermeture. Le sous-ensemble Il regroupe les circuitsssnotamment les circuits ES à E8,qui commandent les séquences relatives à l'ouverture. Le sous-ensemble III regroupe les circuits,notamment les circuits E9 à El2,qui quicommandent les séquences relatives à l'injection. Chaque sous-ensemble possède un circuit 21 ou 31 ou 41 autorisant le déroulement ou arrêtant le déroulement des séquences contrôlées par le groupe de circuits ET de ce sous-ensemble. Chaque connexion 24, 34 ou 44 est branchée respectivement en sortie d'un circuit logique 21, 31, 41. Chacun de ces circuits logiques est un circuit assurant la fonction ET. Ces circuits 21, 31, 41 comportent chacun au moins deux entrées, Chaque circuit 21 ou 31 ou 41 comporte une entrée qui reçoit un signal validant ou bloquant un groupe de circuits ET soumis à ce circuit 21, 31, 41. Ainsi chaque circuit 21, 31, 41 reçoit le signal de sortie d'un circuit OU repéré respectivement 25, 35, 45. Chaque circuit OU est relié aux sorties de deux circuits ET. Ainsi le circuit 25 est relié aux sorties de la paire de circuits ET 26 et 27. Le circuit 35 est relié au sorties des circuits 36 et 37. Le circuit 45 est relié aux sorties des circuits ET et 47. Les deux entrées du circuit ET 26 sont soumises à un bouton-poussoir 28 et à un contact d'inverseur 29 qui servent au fonctionnement en manuel du sous-ensemble I correspondant à la fermeture. Les deux entrées du circuit ET 36 sont soumises à un bouton poussoir 36 et à un cr,n- tact dtinverseur 39 qui servent au fonctionnement en manuel du sous ensemble Il correspondant à l'ouverture. Les deux entrées du circuit ET 46 sont soumises à un bouton poussoir 48 et à un contact d'inverseur 49 qui servent au fonctionnement en manuel du sous ensemble III correspon2dgnt à l'injection. Une entrée de circuit ET 27 est soumise au contact d'inverseur/permettant le fonctionnement automatique tandis que llautre entrée reçoit le signal de sortie d'une bascule 22. Cette bascule est soumise à une impulsion reçue par la liaison 562 et fournit en sortie un signal constant pendant la fermeture.L'impulsion de commande de la bascule 22 commande simultanément la bascule 31. Une entrée du circuit 37 est soumise au contact d'inverseur 39 permettant le fonctionnement automatique tandis que llau- tre entrée reçoit, par la liaison 762, le signal ayant provoqué la fin de la der filière séquence de l'injection, ce signal agissant par ailleurs sur la bascule B5. Une entrée du circuit ET 47 est soumise au contact dtinverseur 49 permettant le fonctionnement automatique tandis que l'autre entrée reçoit, par la liaison 532, le signal ayant provoqué la fin de la dernière séquence de la fermeture, ce signal agissant par ailleurs sur la bascule B9. Les circuits 21, 31, 41 reçoivent chacun par une de leurs entrées,ctest à dire respectivement par les liaisons 71, 72, 73, les signaux provenant d'un circuit IV qui valident ou bloquent les groupes de circuits ET référencés El à E4, ES à E8, E9 à 112. Le sous-ensemble IV est soumis aux signaux des détecteurs de sécurité 61 à 64. Chaque signal fourni sous contrôle d'un de ces détecteurs est injecté dans un circuit à mémoire B13 à 3161 ce circuit étant une bascule bistable RS, Le signal de sortie de chacune des bascules est injecté dans un ou plusieurs circuits ET, référencés 113 à E15 qui agissent chacun sur un groupe d'entrées correspondant à un groupe de circuits ET tel que El à E4. Ces circuits E13 à E15 sont réunis par les liaisons 71, 72 et 73 avec respectivement les circuits 21, 31, 41. Ainsi le signal arrivant à l'un des circuits 21, 31, 41 dépend dlun certain nombre de sécurités. Le nombre des sécurités affectant chacun de ces circuits-El3 à E15 est adapté au type de machine. sous-ensemble formé d'un Il est avantageux de monter chaquefgroupe de circuits ET, tel que El à E4Xavec ses bascules associées sur une carte amovible raccordée au reste de l'ensemble de commande par un connecteur dans lequel la carte est embrochée. Le fonctionnement de l'ensemble de commande va maintenant eatre décrit en se référant au diagramme des temps de la figure 6. Ce diagramme montre les signaux en différentes entrées ou sorties qui sont repèrées sur la figure 2 par des lettres minuscules ou majuscules. Le début du cycle automatique commence par la manoeuvre de l1électro- vanne V1 commandant l'avance à grande vitesse par le vérin de fermeture. Toutes les entrées du circuit El sont au niveau logique I et la sortie également. La sortie de l'amplificateur AI est au niveau logique O ce qui commande V1. Lorsque le contact 51 est manoeuvré, l'impulsion brève (signal d) qui est produite fait basculer le circuit B1' dont la sortie o passe à l'état 0. La sortie du circuit El passe à l'état 0 et la sortie A à l'état 1 ce qui provoque la coupure et la fin de la séquence. L'impulsion brève (signal d) due au contact 51 provoque en meme temps le basculement du circuit B2 dont la sortie p passe-à un niveau 1. La sortie q de la bascule 32' étant elle-même à l'état lfila sortie du circuit E2 associé à ces bascules B2 et 32' est lui-même au niveau 1. L'électrovanne V2 qui correspond au freinage de fermeture est manoeuvrée. Si l'un des contacts de sécurité était déclenché par une anomalie le signal à l'entrée en b et à la sortie en m du circuit 21 passerait à l'état O et les circuits El, E2, E3, E4 soumis au circuit 21 ne seraient plus validés. Le cycle de la machine se poursuit par manoeuvre de l'électrovanne V3 correspondant au verrouillage. Le détecteur 53 est manoeuvre en fin de verrouillage. Le signal produit fait changer d'état le signal de sortie de la bascule 33' ce qui arrête la commande de llélectrovanne de verrouillage. Le signal provoqué par la manoeuvre du détecteur 53 valide simultanément par la liaison 532 les circuits 47 et 41 et fait changer d'état la sortie de la bascule 39. Les liaisons 44, L9 et L9' sont alors au même niveau logique, le circuit E9 est validé et ltélectrovanne V9 commandant l'injection est manoeuvrée. Le niveau logique de la sortie 44 est maintenu pendant l'injection puisque le détecteur 53 est actionné pendant cette phase. La manoeuvre du contact 57 de fin d'injection déclenche ltélectrovanne V10 de maintien en pression et simultanément met en marche une minuterie 82 déterminant le temps de maintien en pression. Cette minuterie, à la fin du temps voulu, coupe l'électrovanne V10 et valide le circuit Ell qui commande une autre minuterie 81 déterminant le temps de refroidissement. Cette minuterie 81 envoie, après refroidissement, un signal, qui par la connexion 761, coupe cette minuterie et qui, par la connexion 762, enclenche le début du cycle ouverture. Le signal donné par la minuterie 81 valide par la liaison 762 les portes 37 et 31 et fait changer d'état le signal de sortie de la bascule B5. Les liaisons 34,L5 et L5t sont alors au meme niveau logique. Le circuit ES est validé et l'électrovanne VS de déverrouillage est manoeuvrée. La minuterie 81 en faisant changer dtétat la sortie 34 fait changer d'état les sorties des bascules B1 à B4et B! à B4' correspondant à la phase fermeture. Les électrovannes V6, V7 contrôlant respectivement l'ouverture et le freinage-ouverture sont ensuite successivement manoeuvrées. En fin d'ouverture le contact 56 est manoeuvré. Par la liaison 562, l'impulsion produite fait changer le niveau logique des signaux des sorties des bascules 22 et B1. La bascule 22 dont la sortie garde le meme niveau logique pendant la fermeture valide les circuits 27 et 21. Le changement de niveau logique de la sortie 24 fait changer d'état d'une part les bascules B5 à B7 et 35' à B77 du sous ensemble "ouverture" d'autre part les bascules B9 à B11 et 39i a' B11' du sous-ensemble "injection". Pendant la phase ouverture, les contacts 51 à 53 qui ont été manoeuvrés pendant la fermeture sont de nouveau manoeuvrés mais les bascules associées ne changent pas de niveau logique Les bascules du sous-ensemble 'touverturelt sont bloquées par le signal de la liaison 34 agissant sur les entrées S pendant la fermeture tandis que les bascules du sous-ensemble "fermeture" sont bloquées par le signal de la liaison 24 agissant sur les entrées S pendant l'ouverture. Dans la description précédente les circuits El à E21 sont des circuits ET. Des circuits NAND pourraient également castre utilisés, les amplificateurs Ai à A10 étant alors des amplificateurs fournissant chacun, en sortie, un signal ayant le niveau logique du signal d'entrée. Certains circuits ET1 tels que E41 et leurs bascules associées peuvent ne pas être utilisés. Il est donc possible de modifier tordre et le nombre des séquences. Les schémas des cartes I, II, III peuvent être identiques et il est possible dtutiliser ces schémas sur des machines de types différents. Il est bien entendu que Lion peut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et perfectionnements de détails de même qu'envisager ltem- ploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1.- Ensemble de commande d'une machine à injecter les matières plastiques comprenant des organes moteurs qui déplacent certaines de ses parties mécaniques, des organes électromécaniques qui servent à contrôler l'alimentation en puissance des organes moteurs1 des détecteurs qui sont manoeuvrés par les parties mécaniques mobiles pour contrôler le début ou la fin des séquences, des détecteurs assurant les sécurités, caractérisé par le fait qu'il comprend un ensemble de circuits électroniques logiques du type ET ou NAND qui comportent chacun une sortie susceptible de commander une fin ou un début de séquence et d'une part deux entrées qui sont reliées à deux circuits électroniques à mémoire du type à bascule, l'un de ces circuits étant speptible d'être contralé par un signal de début de séquence, l'autre étant su##tible d'être contrôlé par un signal de fin de séquence et d'autre part une entrée qui est connectée à un groupe d'entrées qui appartiennent chacune à un dit circuit logique du type ET ou NARD et reçoivent des signaux validant ou bloquant le groupe des circuits ET ou RAND correspondant à ce groupe d'entrées. 2.- Ensemble de commande d'une machine à injecter les matières plastiques selon la revendîcation/caractérisé par le fait qu'il comprend des circuits logiques du type ET ou NAND soumis chacun à des détecteurs de sécurité et agissant chacun sur un groupe de circuits ET ou NAND commandant le début ou la fin des séquences. 3.- Ensemble de commande d'une machine à injecter les matières plastiques selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un circuit ET ou NAND qui est disposé de manière à recevoir le signal de sortie d'un circuit ET ou NAND soumis aux détecteurs de sécurité et à fournir un signal dans un groupe de circuits ET ou NAND contrôlant chacun un début ou une fin de séquence et qui est soumis par ailleurs à des signaux de validation ou de blocage de ce groupe. 4. - Ensemble de commande d'une machine à injecter les matières plastiques selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que les circuits ET ou NAND de commande d'une fin ou d'un début de séquence forment trois groupes dont le premier correspond aux circuits commandant les séquences relatives à l'ouverture de la presse, dont le second correspond aux circuits commandant les séouences. rcilatfves à la fermeture et dont le troisième commandant correspond aux circuits/ les séquences relatives à l'injection. 5.- Ensemble de commande d'une machine à injecter les matières plastiques selon la revendication 3, caractérisé par le fait que chaque groupe de circuits ET ou NAND commandant chacun un début ou une fin de séquence est monté, avec les circuits à mémoire associés, sur une carte emMorochaole,