Brevet FR2467431A1 — publié le 19810417

La présente invention se rapporte à un dis- positif de commande pour organes de réglage à action continue ou échelonnée dans des machines à élaborer les matières plastiques, en particulier pour les valves électromagnétiques à action proportionnelle des machines à mouler par injection, ce dispositif comprenant au moins un programmateur fournissant des valeurs de con- signe à un organe de réglage, un transmetteur de valeurs effectives et un circuit d'évaluation qui, en fonction des différences entre les valeurs de consigne et effec- tives,corrige les grandeurs de commande correspondantes de l'organe de réglage. On sait que dans les machines à mouler par injection pour la fabrication de produits en matière plastique, il est nécessaire, au cours de l'évolution d'une fonction, d'exécuter une multiplicité de procé- dures de commande. A cette fin, on règle, pour commander le déroulement des différentes phasesd'une opération, par exemple pendant la plastification, la fermeture des formes ou des moules, l'injection, des valves intercalées dans des circuits hydrauliques appropriés conformément aux besoins. C'est ainsi que pour obtenir un produit de qualité constante, il est par exemple nécessaire de régler l'étape de remplissage des moules en fonction du temps et de la course, les grandeurs utilisées à cette fin étant en général déterminées de façon empirique. Ces grandeurs sont mémorisées dans des programmateurs qui pendant la procédure d'injection appliquent, en fonction de la course parcourue par une vis d'injection, une série de grandeurs de consigne à une valve hydrau- lique volumétrique et après que le moule a été rempli, commandent une valve hydraulique de pression en fonc- tion du temps avec une série de grandeurs de consigne. En général, on utilise à cette fin des valves de pro- portionnalité à commande électromagnétique. Toutefois, la difficulté à laquelle on se heurte avec ces valves proprotionnelles résulte du fait que, par suite des imprécisions de fabrication et du fait d'autres fac- teurs secondaires, il n'y a pas une relation de propor- tionnalité linéaire rigoureuse entre la grandeur de réglage, par exemple entre le courant électrique, et la valeur effective fournie par la valve, qui peut être une pression par exemple. Dans ces conditions, les valeurs de consigne mémorisées dans les programmateurs sont forcément conver- ties en valeurs effectives erronées, ce qui a une influence nuisible sur la qualité du produit en matière plastique fabriqué. On a bien essayé de régler les valves à l'aide de dispositifs d'actionnement capables de convertir des signaux hydrauliques ou électriques en courses méca- niques précises (voir les brevets AT-PS 336 878 et 336 877). Toutefois, ces dispositifs d'actionnement sont incapables de corriger les défauts de linéarité dus à la valve elle-même. On a aussi déjà développé des systèmes de réglage qui, par une mesure continue de la valeur effec- tive et une correction correspondante du réglage de la valve, devraient réaliser une concordance entre les valeurs de consigne et les valeurs effectives. Cependant, ces systèmes de réglage ont le défaut d'être compliqués et d'avoir tendance à l'instabilité. Dans le brevet anglais 14 86 883 est décrit un dispositif de commande pour une machine à mouler par injection qui, à l'aide d'un comparateur, compare les valeurs de consigne aux valeurs effectives. Ce compara- teur vérifie si la valeur effective est à l'intérieur d'un domaine de tolérances déterminé et il peut, en fonction du résultat de cette vérification, former quatre signaux d'erreur différents. Ainsi, ce comparateur indique si la valeur effective est à l'intérieur de ce domaine de tolérances ou bien si elle est plus grande ou plus petite que la valeur de consigne. En fonction du signal d'erreur correspondant, un emplacement déterminé est appelé ou adressé après chaque cycle, dans une mémoire de correction, emplacement qui conserve une informa- tion de correction destinée à remédier à l'erreur en question. Le défaut de ce dispositif de commande réside dans le fait qu'il est lié à la machine, c'est-à-dire qu'il n'est utilisable que pour une machine déterminée, car les informations de correction associées aux signaux d'erreur ne sont utilisables que pour une machine donnée. A cela s'ajoute qu'un très grand travail de programma- tion est nécessaire pour remplir la mémoire de correc- tion, car une machine à mouler par injection, par exemple, comporte une multiplicité d'organes de réglage qui, par conséquent, offrent de très nombreuses combi- naisons d'erreurs. En conséquence, la présente invention s'est fixé pour but d'apporter un dispositif de commande pour les organes de réglage des machines travaillant les matières plastiques, qui permet de corriger les impré- cisions des organes de réglage et les défauts de linéa- rité entre les grandeurs de réglage et les grandeurs effectives. Selon l'invention, on prévoit à cette fin un programmateur à déclenchement volontaire qui délivre une série de grandeurs de contrôle distribuées le long du domaine d'action de l'organe de réglage, le circuit d'évaluation formant des grandeurs de correction cor- respondant aux différences entre les grandeurs de con- trôle et effectives, ces grandeurs de correction étant conservées dans une mémoire appropriée, pour être uti- lisées pour corriger les grandeurs de réglage initiées par le programmateur de valeurs de consigne conformé- ment aux grandeurs de correction correspondantes. 2467431' Ainsi, on voit que l'invention s'écarte des systèmes de régulation classiques en évitant que les organes de réglage soient, en permanence, régis par des grandeurs de réglage qui ne sont pas proportion- nelles à la valeur effective. Le programmateur de grandeurs de contrôle prévu à cet effet exécute prati- quement avant la mise en service de la machine, une procédure d'étalonnage pendant laquelle le circuit d'éva- luation forme des grandeurs de correction qui sont fonc- tion des différences entre les grandeurs effectives et de contrôle. Les valeurs de consigne contenues dans le programmateur peuvent être préalablement modifiées conformément aux grandeurs de correction qui contiennent une information précise se rapportant aux différences correspondantes entre les valeurs effectives et de consigne. En conséquence, selon l'invention, il n'est en principe pas nécessaire de surveiller la position réelle des organes de réglage pendant le fonctionne- ment. En effet, au cours du fonctionnement il-n'est généralement pas nécessaire de mettre à-nouveau en marche le dispositif de contrôle puisque la relation entre les grandeurs de réglage et les grandeurs effec- tives de l'organe de réglage reste généralement cons- tante pendant une période de temps relativement longue. Lorsque l'on change un organe de réglage ou lorsqu'on procède à une réparation, le dispositif de contrôle peut, en revanche, être à nouveau déclenché afin d'adapter les valeurs de consigne du programmateur aux nouvelles conditions. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: 2467431 1 - La figure 1 est un schéma d'une machine à mouler à injection équipée conformément à l'inven- tion; - la figure 2 est un diagramme illustrant la relation entre les grandeurs de réglage et les valeurs effectives de l'organe de réglage; et - la figure 3 est un schéma par blocs du dispositif de commande de l'invention. En se référant à la figure 1, on voit le moule 6 et l'unité d'injection d'une machine à mouler à injection du type à vis. Cette machine renferme, à l'intérieur d'un cylindre d'injection et de plastifi- cation, une vis 5 qui peut être entraînée en rotation au moyen d'un moteur hydraulique 7 et peut être dépla- cée au moyen d'un cylindre d'actionnement hydraulique B. Le cylindre d'actionnement a est relié par un conduit hydraulique 3 à une pompe 4, deux organes de réglage 1 et 2 étant intercalés dans le conduit hydraulique 3. L'organe de réglage 1 est une valve dont l'action est proportionnelle à la pression, l'organe de réglage 2 étant une valve dont l'action est proportionnelle au volume ou au débit. Cette disposition permet en agissant judicieusement sur l'organe de réglage 1 d'ajuster la pression exercée sur la vis 5, tandis que l'organe de réglage 2 détermine la vitesse d'avance de la vis 5. La vitesse effective de la vis 5 est mesurée à l'aide d'un transmetteur inductif 9, tandis que la valeur effec- tive de la pression se mesure à l'aide d'un autre trans- metteur 10. Conformément aux conditions dans lesquelles la machine doit opérer, un premier programmateur 15' fournit,pendant la procédure d'injection, des valeurs de consigne de vitesse qui sont fonction de la longueur de la course. Ces valeurs de consigne commandent,par l'inter- médiaire d'un dispositif de contrôle 16, l'action de l'or- gane de réglage 2. Quand l'étape d'injection est achevée, 6 2467431 1 un second programmateur 15 fournit des valeurs de consigne de pression dépendantes du temps à l'organe de réglage 1. Il est bien évident que l'invention ne s'ap- plique pas uniquement aux deux organes de réglage men- tionnés, de même qu'elle n'est pas limitée à l'applica- tion d'un nombre quelconque de valeurs de consigne à l'organe de réglage au cours de l'évolution du travail. La figure 2 est une courbe montrant la rela- tion entre la grandeur de réglage et la valeur effective d'une valve à action proportionnelle à la pression. La ligne en tirets A représente la relation idéale, rigou- reusement linéaire de la proportionnalité entre la grandeur de réglage et la valeur effective. Dans la réalité, on constate, en raison de différentes tolé- rances et de certains facteurs secondaires, par exemple, la relation représentée par la courbe B. Dans ces condi- tions, les valeurs de consigne introduites dans le pro- grammateur 15 dans l'hypothèse d'une proportionnalité linéaire, sont, de ce fait, converties en valeurs effec- tives erronées. Pour éliminer ces erreurs, la présente inven- tion prévoit le dispositif de contrôle 16 représenté sur la figure 3. Le dispositif de contrôle 16 est relié, par l'intermédiaire d'un premier convertisseur numérique/ analogique 18 à un premier transmetteur de valeurs effec- tives de pression 10 et par un second convertisseur numérique/analogique 18 et un amplificateur 19 à la valve à action proportionnelle à la pression 1. Pour la mise en action du dispositif de contrôle 16, on a prévu une touche de contrôle 17 qui met en marche un dispositif de commande temporisé 20. Selon un premier exemple de réalisation, ce dispositif de commande 20 extrait suc- cessivement d'une mémoire 22 une série de grandeurs de contrôle P1, P2... Pn et commande avec celles-ci, par 7 2467431 I l'intermédiaire du convertisseur numérique/analogique 18 et de l'amplificateur 19, la valve proportionnelle 1. Les valeurs de consigne de ce contrôle peuvent, par exemple, couvrir, par échelon linéaire de 4 %, le domaine de réglage de la valve proportionnelle 1. Les valeurs effectives sont appliquées, à partir du transmetteur de valeurs effectives de pres- sion 10, à travers le convertisseur numérique/analo- gique 18, au dispositif de contrôle 16. Un circuit d'évaluation 21 compare chaque valeur de contrôle P1 à Pn avec la valeur effective correspondante et mémo- rise la différence en tant que grandeur de correction K1, K2"..Kn dans une mémoire spéciale 23. Dans ces conditions, chaque valeur de consi- gne P1 (t), P2(t)...Pn(t) du programmateur 15 peut être corrigée de la différence Kl, K2 à Kn résultant de la comparaison de la grandeur de contrôle corres- pondante, P1l P2 à Pn. Il est toutefois également possible de procé- der à la correction ou à la modification des valeurs de consigne du programmateur 15 simultanément ou à la suite de la détermination des grandeurs de correction K1 à Kn et de mémoriser les grandeurs de-consigne ainsi corrigées du programmateur 15. C'est ainsi par exemple que sur la figure 2, dans le cas d'une valeur de consigne de contrôle de bars, on obtient une valeur effective de 14 bars et, par conséquent, une grandeur de correction de +6 bars. Dans ces conditions, une valeur de consigne program- mée de 20 bars serait convertie en une valeur de con- signe corrigée de 26 bars, le diagramme montrant que, dans ces conditions, on obtient bien la valeur effec- tive désirée de 20 bars. Dans un second exemple de réalisation de l'invention, le dispositif de contrôle 16 fournit à 8- 2467431 1 nouveau les valeurs de contrôle couvrant le domaine d'action de l'organe de réglage. Le circuit d'éva- luation 21 détermine une série de valeurs effectives et les mémorises avec les valeurs de contrôle corres- pondantes en tant que grandeurs de correction. Chaque valeur de consigne du programmateur 15 peut, dans ces conditions, être convertie en une grandeur de réglage corrigée par une comparaison entre les valeurs effec- tives et une grandeur de contrôle se rapportant à la valeur effective correspondante. C'est ainsi, par exemple, que le circuit d'évaluation peut ici encore déterminer une série de valeurs effectives par échelon de 4 %. On voit donc que l'invention permet aussi d'uti- liser des organes de réglage auxquels on devait renoncer jusqu'à présent du fait d'une linéarité insuffisante. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux deux exemples de réalisation ci-dessus permettant de déter- miner des grandeurs de correction pour les valeurs de consigne d'un programmateur. En effet, dans le cas d'une forte fluctuation de la linéarité d'un organe de réglage, il est avantageux de prendre en considération la tendance des erreurs de linéarité en déterminant les grandeurs de correction selon le premier exemple de réalisation. Par ailleurs, il est également possible de signaler des écarts excessifs entre les valeurs de consigne de con- trôle et des valeurs effectives en déclenchant un signal d'alarme, lorsque ces écarts sont susceptibles d'affecter le fonctionnement normal de l'organe de réglage. 2467431 1 REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande pour organe de réglage à action continue ou étagée dans des machines à élaborer les matières plastiques, en particulier, pour les valves électromagnétiques à action proportionnelle des machines à mouler par injection qui comprend, au moins, un programmateur fournissant des valeurs de consigne à un organe de réglage, un transmetteur de valeurs effectives et un circuit d'évaluation qui, en fonction des différences entre les valeurs de consigne et effectives, corrige les grandeurs de commande correspondantes de l'organe de réglage, caractérisé en ce qu'il comprend un programmateur fournissant des valeurs de contrôle (20, 22) pouvant être déclenché volontairement afin de délivrer une série de grandeurs de contrôle (P1, P2... Pn) distribuées le long du domaine d'actions de l'organe de réglage (1), et en ce que le circuit d'évaluation (21) forme des grandeurs de correction (K1, K2... Kn) correspondant aux différences entre les valeurs de contrôle et effectives, ces grandeurs étant conservées dans une mémoire appropriée (23) et en ce que les grandeurs de réglage initiées par le programmateur de valeurs de consigne (15) sont corrigées conformément aux grandeurs de correction correspondantes (K1, K2...K). 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le programmateur de valeurs de contrôle comprend un dispositif de commande temporisé (20) et une mémoire de valeurs de contrôle (22) dont peuvent être extraites successivement une série de grandeurs de contrôle (PI P2.Pn), en ce que le circuit d'évaluation (21) compare chaque grandeur de contrôle (Pl, P.P) avec sa valeur effective et conserve la différence résultante en tant que grandeurs de correction (K1, K2***Kn) dans la mémoire (23) et en ce que chaque valeur de consigne (P1 (t), P2 (t)... Pn (t)) du programmateur (15) est corrigée en utilisant la grandeur de correction (K1, K2. K) se rapportant à la grandeur de contrl81e correspondante (Pi, P2... Pn). 3. Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le programmateur fournissant les valeurs de contr8le comprend un dispositif de commande temporisé (20) et une mémoire (22) de laquelle peuvent 6tre extraites successivement une série de grandeurs de contrle (, P2 ' Pn) en ce que les valeurs effectives correspondantes sont conservées, en tant que grandeurs de correction (K1, K2... Kn) dans le circuit d'évaluation (21) et en ce que chaque valeur de consigne (P1 (t), P2 (t), Pn (t)) du programmateur (15) est convertie en une grandeur de contr8le (Pl. P2... pn) se rapportant à la valeur effective correspondante.