Brevet FR2593433A1 — publié le 19870731

i "Procédé et dispositif pour mesurer et régler la force de fermeture d'une machine de moulage de matières plastiques par injection." La présente invention se rapporte à un procédé pour mesurer et régler la force de fermeture d'une machine de moulage de matières plastiques par injection munie d'un mécanisme à genouillère ajustable par une commande cen- trale et servant à engendrer la force de fermeture, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans un procédé de ce type, connu par exemple d'après la demande de brevet DE-A-2 910 931, la valeur réelle de la force de fermeture est mesurée lors de cha- que cycle de travail, puis comparée à deux limites de tolérance présélectionnées de la valeur de consigne; si la valeur réelle dépasse positivement ou négativement l'une ou l'autre de ces limites de tolérance, un servo- moteur commandé d'une manière correspondante provoque une variation de la hauteur du moule, c'est-à-dire de la force de fermeture pour le cycle suivant. Cette variation s'opère en des étapes prédéterminées dans le temps. Non seulement ce mode de réglage de la force de fermeture peut impliquer un grand nombre de pas de réglage, mais il ne tient pas non plus compte de la question de savoir s'il s'agit, à chaque fois, seulement d'un écart excep- tionnel, ou bien si les valeurs de la force de fermeture de cycles de travail successifs accusent effectivement une tendance à s'écarter de la zone de tolérance. En revanche, la présente invention propose un pro- cédé dans lequel chaque écart aléatoire de la force de fermeture par rapport à la zone de tolérance ne doit pas nécessairement impliquer une variation de cette force de fermeture, et dans lequel la décision d'une opportunité d'un réglage, et par conséquent d'une variation de la hauteur d'opération, n'est pas prise après chaque cycle de travail, ce qui évite un nombre indésirablement grand d'interventions de réglage. A cette fin, le procédé conforme à l'invention est caractérisé par le fait qu'au moins pendant une partie du temps de service de la machine, la force de fermeture pour chaque cycle de travail d'une période d'exploitation prédéterminée par le nombre des cycles est mesurée, après quoi une moyenne est calculée sur la base des valeurs me- surées; et par le fait qu'un réglage intervient seule- ment lorsque cette moyenne se trouve dans une zone de ré- glage de la force de fermeture, à l'extérieur d'une zone de tolérance englobant la valeur de consigne prédétermi- née de la force de fermeture, ce réglage ayant lieu par des étapes de variation de la force de fermeture et, pour chaque cycle de travail succédant à ces étapes de varia- tion, il s'opère un mesurage et la période d'exploitation suivante, servant à déterminer la valeur moyenne, ne dé- bute de nouveau que lorsque le mesurage, succédant à une étape de variation de la force de fermeture, donne une valeur située à l'intérieur de la zone de tolérance. Il est aisément possible d'appliquer ce procédé pendant toute la durée de service, ou bien seulement lors de la phase de démarrage, voire encore seulement lors de la phase normale de travail consécutive (pendant laquel- le un équilibre thermique est atteint dans la machine). Dans ce cas, il s'est avéré avantageux de choisir le nombre des cycles de travail, pour chaque période d'ex- ploitation en phase de démarrage, inférieur à celui des périodes d'exploitation en phase de travail normale. Cela permet de tenir compte d'écarts de la force de fermeture par rapport à la valeur de consigne, qui sont fréquemment considérablement plus grandset se succèdent plus rapide- ment dans le temps au cours de la phase de démarrage. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, faisant également l'objet de l'invention, est d'une réa- lisation relativement simple; il possède un dispositif mesureur pour mesurer la valeur réelle de la force de fermeture, dont la sortie est raccordée par l'intermé- diaire d'un amplificateur à une unité de calcul, ainsi qu'un dispositif mesureur de positions qui est également raccordé à l'unité de calcul et est destiné à délivrer un signal correspondant à la position du portemoule mobile, la sortie de ladite unité de calcul étant reliée à un servomoteur assurant le réglage de la hauteur du moule, le dispositif selon l'invention présentant en outre un dispositif de programmation raccordé à l'unité de calcul et dans lequel peuvent être réglés, par l'intermédiaire du servomoteur, le nombre des cycles par période d'ex- ploitation, la grandeur de la zone de tolérance, l'am- pleur des étapes de variation de la force de fermeture et l'instant de l'intervention de réglage. L'invention va à présent être décrite plus en dé- tail à titre d'exemple nullement limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'une machine de moulage de matières plastiques par in- jection, équipée d'un dispositif conforme à l'invention pour mesurer et régler la force de fermeture; et la figure 2 est un diagramme de fonctionnement du dispositif mesureur et régulateur selon la figure 1. La machine de moulage de matières plastiques par injection, illustrée schématiquement sur la figure 1, possède une plaque fixe 2 porte-moule en appui sur un bâ- ti 1 de la machine, ainsi qu'une plaque mobile 4 porte- moule qui est guidée à coulissements longitudinaux sur des longerons 3. Les deux plaques 2, 4 portent chacune un demi-moule respectif 5a et 5b. Par l'intermédiaire d'un mécanisme 7 à genouillère muni d'un flasque articu- lé 8, la plaque mobile 4 est reliée à une colonne de support 6 qui repose sur le bâti 1 et sur laquelle est monté un servomoteur 9. Cette réalisation de la machine de moulage par injec- tion, connue par elle-même, autorise le réglage par com- mande centrale de la colonne de support 6, au moyen du servomoteur 9, et par conséquent un ajustement de la for- ce de fermeture qui est développée, en position fermée du moule 5a, 5b, au moyen du mécanisme 7 à genouillère pouvant être entrainé d'une manière non représentée en détail. A cet effet, le servomoteur 9 est raccordé à la sortie d'une unité de calcul 10,engendrant un signal d'activation et pouvant être programmée à l'aide d'un dispositif de programmation 11. Des capteurs extensomé- triques 12 sont installés sur tous les leviers articulés du mécanisme 7, la moyenne des signaux de ces capteurs étant établie et lesdits signaux étant ensuite appliqués à l'unité de calcul 10 par l'intermédiaire d'un pré- amplificateur 13 et d'un convertisseur 14. Un mesureur de courses ou de positions 15, par ailleurs intercalé entre la colonne fixe 6 et la plaque mobile 4 porte-mou- le, délivre un signal qui correspond à la position consi- dérée de ladite plaque mobile 4 et qui est également ap- pliqué à l'unité de calcul 10. Le procédé de mesurage et de réglage, décrit ci- après à l'appui de la figure 2 et fermement établi au moyen du dispositif de programmation 11, est mis en oeuvre dans le présent exemple à l'aide de ce dispositif 9 à 15. L'on présupposera qu'un réglage fondamental de la machine a été effectué sur la base des caractéristiques données de cette machine ainsi que de la valeur de consigne So, dérivée de ces caractéristiques, de la force de fermeture K lorsque le moule est verrouillé. Si la ma- chine est à présent mise en fonction, elle n'atteindra son équilibrethermique qu'après une certaine phase de démarrage pouvant durer une heure et plus. Cette phase de démarrage englobe par conséquent un nombre relative- ment grand de cycles de travail Z (fermeture et verrouil- lage du moule, maintien du moule en position verrouillée et ouverture de ce moule), la force de fermeture K pou- vant alors varier relativement fréquemment, d'un côté et/ ou de l'autre, par rapport à la valeur de consigne So. Du fait que, dans la pratique, c'est à peine s'il est possi- ble, voire nécessaire, de respecter la valeur de consigne précise et calculée So de la force de fermeture K, l'on admet la présence d'une zone de tolérance T qui est adap- tee aux circonstances considérées et qui englobe les écarts de la valeur réelle Si de la force de fermeture K par rapport à sa valeur de consigne So, admissibles sans aucune intervention de réglage. D'autre part, une inter- vention de réglage s'avère également superflue lorsque, sur un plus grand nombre de cycles Z, la valeur réelle Si ne se situe qu'une fois en dehors de cette zone de to- lérance, car de tels écarts exceptionnels sont également tolérables pourvu qu'ils ne dépassent pas une mesure dé- terminée. Toutefois, pour que cette mesure ne soit pas dépassée, une zone de réglage R, située de part et d'au- tre de la zone de tolérance T et à l'intérieur de la- quelle la force de fermeture doit être ramenée dans la zone de tolérance sans aucun risque pour la machine, par commande centralisée, est délimitée par une limite d'alerte A. Si la valeur réelle Si de la force de ferme- ture K excède ces limites et y persiste malgré une in- tervention de réglage immédiate, une alarme doit être déclenchée et/ou la machine doit être mise à l'arrêt. Les conditions précitées sont atteintes par les me- sures suivantes, déclenchees par le dispositif de pro- grammation: après chaque cycle de travail (le moule étant verrouillé), la valeur réelle Si est mesurée sur le mécanisme 7 à genouillère, puis le signal correspon- dant de la valeur moyenne est appliqué à l'unité de cal- cul. Au bout d'une période d'exploitation B fermement établie par le dispositif de programmation 11 et définie par un nombre de cycles prédéterminé, une valeur moyenne, par exemple la moyenne arithmétique, est calculée à partir des valeurs réelles mémorisées Si de cette période. Si cette valeur moyenne se situe à l'intérieur de la zone de tolérance T, aucune intervention de réglage ne se déroule et une nouvelle période d'exploitation B comportant le même nombre de cycles débute, cette période étant assor- tie d'un mesurage individuel des valeurs réelles, d'un calcul d'une valeur moyenne et d'une décision quant à l'opportunité d'une intervention de réglage. Dans la condition de service illustrée sur la figure 2, l'on voit clairement que les derniers mesurages de la deuxième pé- riode d'exploitation B (à partir de la gauche sur la fi- gure 2) se situent légèrement en dehors de la zone de tolérance T; néanmoins, cela n'implique encore nullement une moyenne des valeurs mesurées de tous les cycles de cette période, reléguée à l'extérieur de cette zone de tolérance T, de sorte qu'aucune intervention de réglage ne s'effectue pas non plus à ce stade. Or, s'il s'avère que la valeur réelle moyenne de la période d'exploitation B immédiatement successive (troisième période à partir de la gauche sur la figure 2) se trouve effectivement en de- hors de la zone de tolérance T, mais demeure toutefois à l'intérieur d'une zone de réglage désignée par R, l'uni- té de calcul 10 délivre au servomoteur 9 l'instruction d'une intervention de réglage. Par conséquent, ce servo- moteur 9 déplace la colonne 6 dans le sens de variation souhaité, d'une distance assignée par le dispositif de programmation 11, ce qui se traduit par une modification correspondante de la hauteur d'opération du moule et, par conséquent, de la force de fermeture pour le cycle de travail immédiatement successif. Il convient de veil- ler à ce que cette variation de la force de fermeture ait lieu lorsque le dispositif de fermeture est soulagé sta- tiquement (c'est-à-dire en l'absence d'une force de fer- meture) et, d'une manière particulièrement avantageuse, lorsque ce dispositif de fermeture est chargé dynamique- ment, c'est-à-dire lors du mouvement respectif d'ouvertu- re ou de fermeture du moule, selon que la force de fer- meture est diminuée (c'est-à-dire sort de la zone de ré- glage R supérieure sur la figure 2) ou est accrue (c'est- à-dire sort de la zone de réglage R inférieure sur la figure 2), et est ainsi ramenée dans la zone de toléran- ce T. L'instant approprié de la délivrance du signal déclenchant l'intervention de réglage est déterminé par le mesureur de courses 15. Dans l'exemple illustré, les pas de variation que le servomoteur 9 accomplit,par suite du signal délivré par l'unité de calcul, sont plus petits que la largeur de bande de la zone de tolérance T. Si, à l'expiration du cycle de travail succédant à l'inter- vention de réglage (indiqué par la plage B1 sur la fi- gure 2), le mesurage révèle que la valeur réelle demeure reléguée en dehors de la zone de tolérance T, il s'opère une autre intervention de réglage d'une ou de plusieurs étapes de variation, jusqu'à ce que le mesurage renou- velé indique que la valeur réelle se situe dans la zone de tolérance T. C'est seulement à cet instant que débute à nouveau une période d'exploitation B présentant un nombre de cycles prédéterminé, ensuite de quoi, similai- rement au procédé susdécrit, il s'opère une vérification visant à établir si la moyenne des valeurs réelles Si de cette période se situe, respectivement, à l'intérieur ou à l'extérieur de la zone de tolérance T. Dans le développement qui précède,l'on aadmis qu'il s'agissait de périodes d'exploitation B en phase de dé- marrage. Dans ce cas, le nombre des cycles de travail pour chaque période d'exploitation est relativement petit et il englobe, par exemple, seulement dix ou vingt cy- cles. Bien entendu, le nombre des périodes d'exploitation que compte la phase de démarrage dépend de la rapidité avec laquelle la machine atteint son équilibre thermi- que; le nombre de ces périodes de démarrage peut être compris, par exemple, entre dix et vingt. Par consé- quent, la commutation sur le mode d'exploitation normal, programmable par le dispositif 11, s'accomplit sur la ba- se de valeurs empiriques. Cependant, cette commutation signifie seulement que le nombre des cycles de travail d'une période d'exploitation servant à former une valeur réelle moyenne de la force de fermeture est considérable- ment augmenté, pour être porté par exemple à cent cycles et plus. La poursuite du procédé proprement dite se déroule de la même manière que celle décrite ci-avant. S'il s'avère à présent, soit en phase de démarrage, soit en phase normale de travail (lorsqu'il règne un équilibre thermique),qu'une valeur réelle mesurée au cours d'une période d'exploitation se situe en dehors de la zone de réglage R arrêtée dans le programme (comme indiqué dans la plage B2 sur la figure 2) et qu'elle a par conséquent dépassé une limite d'alerte A, une inter- vention de réglage s'opère immédiatement sans attendre la fin de cette période d'exploitation,et sans qu'aucune moyenne soit calculée. Si l'on ne parvient pas, par le biais de l'étape de variation ainsi déclenchée (ou par un nombre restreint de telles étapes, par exemple de cinq au maximum), à ramener dans la zone de réglage R la valeur réelle des cycles de travail immédiatement successifs, un signal d'alarme visible ou audible est délivré et/ou la machine est mise à l'arrêt. Toutefois, si cette va- leur réelle (et les suivantes) se trouve de nouveau dans la zone de réglage R, comme indiqué dans la plage B2 sur la figure 2, la période d'exploitation B en cours est réputée non interrompue: en d'autres termes, c'est seu- lement à l'expiration de cette période d'exploitation qu'une moyenne est à nouveau calculée, afin de décider si une intervention de réglage doit ou non avoir lieu. Néan- moins, comme cette valeur moyenne se situe dans pratique- ment tous les cas en dehors de la zone de tolérance T, il s'opère ainsi immédiatement une intervention de régla- ge suivie d'autres interventions consécutives (comme in- diqué dans la plage B3 sur la figure 2), jusqu'à ce que la valeur réelle de la force de fermeture respectivement mesurée se situe à nouveau dans la zone de tolérance T. C'est seulement par la suite que débute à nouveau une pé- riode d'exploitation B comptant le nombre de cycles pré- déterminé. Grâce au procédé décrit ci-dessus, il est possible de se contenter d'un nombre relativement modeste d'inter- ventions de réglage, tant en phase de démarrage qu'en phase normale de travail de la machine (après que l'équi- libre thermique a été atteint). Dans la pratique, il s'est révélé que la zone de to- lérance T peut être comprise entre environ + 0,5 % et 2 % de la valeur de consigne So de la force de fermeture, et que les limites d'alerte délimitant la zone de réglage R vers l'extérieur peuvent être admises entre environ + 2 % et 100 % de cette valeur de consigne. Avantageusement, les étapes de variation provoquées par le servomoteur représentent au moins la moitié de la plage de valeurs de la zone de tolérance, et sont commodément comprises entre + 0,5 % et 0,9 % de la valeur de consigne. Bien en- tendu, au lieu d'être arrêtées avec précision, ces éta- pes de variation peuvent également être variables, par exemple en fonction de l'ampleur de l'écart calculé; toutefois, leur durée dans le temps doit toujours être plus petite que la durée respective de fermeture ou d'ou- verture de moule d'un cycle de travail. Comme mentionné, en tant que moyenne des valeurs réelles mesurées, l'on peut utiliser la moyenne arithmétique des valeurs réelles mesurées au cours d'une période d'exploitation. Cepen- dant, il est également possible de corriger cette valeur en faisant intervenir la moyenne de la période d'exploi- tation précédente afin, de la sorte, de prendre également en considération la tendance aux écarts de la force de fermeture par rapport à la valeur de consigne, qui se ma- nifeste lors des périodes d'exploitation se succédant. D'autres procédés sont toutefois également envisageables pour déterminer la valeur moyenne: l'on pourrait égale- ment employer, en tant que valeur moyenne décisive quant à la décision d'une intervention de réglage, la valeur se situant, dans les limites d'une période d'exploitation, au milieu entre les écarts maximal et minimal de la force de fermeture par rapport à la valeur de consigne. Dans la description ci-avant, l'on a admis que le procédé d'après l'invention est exécuté tant en phase de démarrage qu'en phase normale de travail, lorsque l'équi- libre thermique est établi. A l'évidence cependant, il est également possible de n'exécuter ce procédé de mesu- rage et de réglage que pendant l'une ou l'autre desdites phases. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées au procédé et au dispositif décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procéde pour mesurer et régler la force de ferme- ture d'une machine de moulage de matières plastiques par injection munie d'un mecanisme à genouillère ajustable - par une commande centrale et servant à engendrer la force de fermeture, procéde caractérisé par le fait qu'au moins pendant une partie du temps de service de la machine, la force de fermeture (K) pour chaque cycle de travail (Z) d'une période d'exploitation (B) prédéterminée par le nombre des cycles est mesurée, après quoi une moyenne est calculee sur la base des valeurs mesurées; et par le fait qu'un réglage intervient seulement lorsque cette moyenne se situe dans une zone (R) de réglage de la force de fermeture, à l'extérieur d'une zone de tolérance (T) englobant la valeur de consigne prédéterminee (So) de la force de fermeture, ce réglage ayant lieu par des étapes de variation de la force de fermeture et, pour chaque cycle de travail succédant à ces étapes de variation, il s'opère un mesurage et la période d'exploitation suivan- te, servant à déterminer la valeur moyenne, ne débute de nouveau que lorsque le mesurage, succédant à une étape de variation de la force de fermeture, donne une valeur située à l'intérieur de la zone de tolérance. 2. Procéde selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mesurage de la valeur reelle (Si) de la force de fermeture (K) se compose de mesurages effectués sur tous les leviers articulés du mécanisme (7) à ge- nouillère et la valeur moyenne de ces mesurages est ap- pliquee à une unité de calcul programmable (10), en vue de la décision relative à la délivrance du signal dé- clenchant l'intervention de réglage, une intervention de réglage ne pouvant alors avoir lieu que lorsque le méca- nisme à genouillère est soulagé statiquement et, de pré- férence, chargé dynamiquement. 3. Procédé selon la revendication i ou 2, caractéri- sé par le fait qu'il est exécuté tant en phase de démar- rage qu'en phase de travail, après que l'équilibre ther- mique a été atteint, le nombre des cycles des périodes d'exploitation (B) étant, pendant la phase de démarrage, plusieurs fois inférieur à celui des périodes d'exploi- tation de la phase normale de travail. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'une intervention de réglage se produit aussitôt qu'un mesurage donne une va- leur réelle (Si) excédant la limite d'alerte (A); et par le fait que, dans la mesure o le mesurage de la va- leur réelle, après au maximum un nombre restreint de cy- cles de travail, donne à nouveau une valeur située dans la zone de réglage (R), la période d'exploitation (B) servant à déterminer la valeur moyenne n'est pas i.nter- rompue, tandis que, lorsque cette valeur réelle demeure au-delà de la limite d'alerte, un signal d'alarme est délivré et éventuellement, ou en variante, la machine est mise à l'arrêt. 5. Procéde selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la zone de tolérance (T) englobe des valeurs réelles comprises entre 0,5 % et 2 % de la valeur de consigne (So) de la force de fer- meture (K), tandis que les limites d'alerte (A) sont comprises entre - 2 % et 100 % de la valeur de consigne de la force de fermeture, l'ampleur de l'étape d'une in- tervention de réglage représentant au minimum la moitié d'une zone de tolérance. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé se- lon la revendication 1, caractérisé par un dispositif mesureur (12) pour mesurer la valeur réelle (Si) de la force de fermeture, dont la sortie est raccordée par l'intermédiaire d'un amplificateur (13) à une unité de calcul (10), ainsi qu'un dispositif (15) mesureur de positions qui est également raccordé à l'unité de calcul (10) et est destiné à délivrer un signal correspondant à la position du porte-moule mobile, la sortie de ladite unité de calcul (10) étant reliée à un servomoteur (9) assurant le réglage de la hauteur du moule, ledit dispo- sitif présentant en outre un dispositif de programmation (11) raccordé à l'unité de calcul, et dans lequel le nom- bre des cycles pour chaque période d'exploitation (B), la grandeur de la zone de tolérance (T), l'ampleur des étapes de variation de la force de fermeture et l'ins- tant de l'intervention de réglage peuvent être réglés par l'intermédiaire du servomoteur (9).