(57)【要約】  本発明は、プラスチックならびに粉末および／またはセラミック物質などの他の可塑化可能な材料を処理するための機械（１０）を制御するのに役立つ方法に関する。機械は、金型キャビティ（１６）の形状に対応する射出成形部品（１８）を製造するための少なくとも１つの金型キャビティ（１６）を有する射出成形金型（１４）を開閉するための金型開閉ユニット（１２）と、可塑化するためおよび可塑化可能な材料を金型キャビティ（１６）に射出するための手段を有する射出成形ユニット（２０）と、専門知識ソース（３４）に接続された機械制御（２２）と、を有し、必要に応じて、対話型接触を使用してオペレータにより操作され得る。射出成形部品（１８）および／または金型キャビティ（１６）の形状およびスプルー形状（２４）に関する情報が、形状情報を考慮に入れた少なくとも１つの射出プロセスを計算するために、機械制御（２２）に提供される。射出プロセスは、幾何学的情報を考慮して計算されるため、金型キャビティ（１６）の充填方向における射出成形部品（１８）の少なくとも１つの累進的な体積成長プロファイルが計算され、累進的な体積成長プロファイルを考慮に入れて、少なくとも１つの射出プロセスが計算され、射出成形機の簡素化された、高速で効果的なパラメータ化が可能になり、オペレータは実装された専門知識に安心し、射出成形部品（１８）の品質が向上する。
2022501228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックならびに粉末および／またはセラミック材料などの他の可塑化可能な材料を処理するための機械（１０）を制御するための方法であって、前記機械は、
金型キャビティ（１６）の形状に対応する成形品（１８）を製造するための少なくとも１つの前記金型キャビティ（１６）を含む射出成形金型（１４）を開閉するための金型開閉ユニット（１２）と、
可塑化するためおよび前記可塑化可能な材料を前記金型キャビティ（１６）に射出するための装置を有する射出成形ユニット（２０）と、
専門知識ユニット（３４）と通信し、必要に応じて操作者によって対話的に影響を受けるように構成された機械コントローラ（２２）と、を含み、
前記方法は、
前記成形品（１８）および／または前記成形品を受け入れる前記金型キャビティ（１６）の形状に関する情報を、前記機械コントローラ（２２）に提供するステップと、
スプルー形状（２４）に関する情報を前記機械コントローラ（２２）に提供するステップと、
幾何学的情報を考慮して、前記金型キャビティ（１６）を充填する方向の前記成形品（１８）の少なくとも１つの段階的な体積成長プロファイルを計算するステップであって、前記成形品（１８）の前記体積成長プロファイルは、少なくとも１つのスプルーポイントから開始して、層ごとに計算され、搬送装置によってカバーされる特定の距離（Δｓ）、または特定の体積（ΔＶ）は、各層に関連付けられている、ステップと、
前記段階的な体積成長プロファイルを考慮して、少なくとも１つの射出手順を計算するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記成形品（１８）の前記少なくとも１つの段階的な体積成長プロファイルの前記計算は、成形品を製造するための第１の射出手順が実行される前に実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記体積成長プロファイルの前記計算は毎回同じ体積ステップ（３０）で実行されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記体積成長プロファイルは、総射出体積または前記成形品の最も厚い壁厚と最も薄い壁厚または壁厚の比率または流路の比率に関する情報の少なくとも１つを考慮して計算されることを特徴とし、この情報は、好ましくは、前記専門知識ユニットに見出されるべきである、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記専門知識ユニットからの前記体積成長プロファイル情報を計算する目的で使用されることを特徴とし、この情報はクラスに分類され、以下の基準、すなわち、
射出成形金型の金型クラス、
前記成形品（１８）を製造するための前記射出手順中の充填時間クラス、
前記成形品（１８）の流路／壁厚比、
材料クラス、
前記成形品（１８）の最小および最大壁厚に関連する保持圧力、のうちの少なくとも１つによって区別可能であり、
分類器は、好ましくは操作者と対話的に、計算の目的で前記専門知識ユニットからの関連情報にアクセスできるようにするために、これらの基準に基づいて前記成形品（１８）を分類する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記体積成長プロファイルは少なくとも１つの積分法によって計算されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
表示／操作装置（２８）で幾何学的データを表示するステップと、
好ましくは前記表示を参照して、射出軸に関連する少なくとも１つのスプルーポイントを特定するステップと、
金型特性を特定するステップと、
のうちの少なくとも１つを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
処理される前記材料に関する材料情報は、前記操作者によって事前に決定され、および／または前記専門知識ユニット（３４）からの情報として選択されたさらなる情報として前記機械コントローラ（２２）に提供され、前記体積成長プロファイルを標準化するために使用され、前記材料情報を考慮して前記少なくとも１つの射出手順が計算されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
射出曲線の少なくとも１つの設定値パラメータ化は、可能な限り一定のフローフロント速度で、好ましくは一定の体積成長速度で流れる材料フロントを仮定して決定されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記射出曲線の設定値パラメータ化は、前記射出成形ユニット（２０）を区切るパラメータ（４２）に適合されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本出願は、２０１８年９月２３日に出願された独国特許出願第１０  ２０１８  １２３  ３６１．２号を参照して、その優先権を主張し、その開示内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、請求項１の前文に従って、プラスチックおよびセラミックもしくは粉末材料などの他の可塑化可能な材料を処理するための機械を制御するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
射出成形手順を首尾よく実行するために、適切なハードウェアだけでなく、射出成形手順、または可能な限り最高の品質が効率的なサイクルタイムで達成できるように所望の成形のための射出成形手順を実行する方法についての広範な知識も必要である。多くの場合、このため、射出成形機自体、金型、周辺機器、または機械コントローラに対して多数の複雑な調整を行う必要があり、これらはかなりの作業に関連し、エラーが発生する可能性がある。さらに、この種の調整は経験値に基づくことが多く、その結果、射出成形手順の複雑な制御と調整は、通常、専門知識と経験に基づいてこれらの調整を行う方法を知っている熟練した操作担当者のみが行う。それ以外の場合は、試行錯誤によって調整を行う必要があり、時間と労力を要する手順になる。
【０００４】
請求項１の前文の基礎を形成する国際公開第２０１４／１８３８６３Ａ１号パンフレットは、プラスチックを処理するための機械を操作する方法を開示し、成形品の構成要素の形状に関する情報が機械のコントローラに提供され、プラントおよびプロセスパラメータは、成形品を製造する目的でコントローラによって計算される。品質、射出成形金型、成形に関する複数のウィザードを使用して、計算されたプラントおよびプロセスパラメータを使用して所望の成形品が製造可能かどうかを確認する。これらでその成形品が製造できない場合には、これが操作者に表示され、操作者はさらなる情報を指定するように求められる。
【０００５】
オーストリア特許出願公開第５１３４８１Ａ４号明細書は、機械シミュレーションにおいて、射出成形機をシミュレートし、射出成形材料および／または射出成形金型をシミュレートする目的で手順シミュレーションに伝達される第１パラメータを計算するシミュレーション装置および方法を開示している。したがって、射出成形手順の最終製品を事前に計算することが試みられる。射出成形手順の結果については、手順の重要な要素がシミュレートされ、シミュレーションの結果が交換されて、完成品が事前に計算される。
【０００６】
成形設備の仮想構成をシミュレートする方法は、独国特許出願公開第１０２０１５０１５８１１Ａ１号明細書に開示されている。成形設備の操作中に測定されたプロセス値が読み取られ、成形設備の仮想構成を表すモデルの入力パラメータとして使用される。このように、予備段階でも、既存の成形設備をオプション機器に変更することが有益かどうかをケースバイケースで明らかにすることができる。したがって、例えば周辺機器に変更が加えられた場合、完全な成形機能がシミュレートされるか、その動作がシミュレートされる。
【０００７】
独国特許出願公開第６９２１５６３４Ｔ２号明細書は、射出成形手順中に射出成形機の射出圧力を監視する方法を開示している。射出成形金型のキャビティデータは事前に保存され、次のステップで細分化された領域に表示される。次のステップでは、ねじ位置が決定され、決定されたねじ位置と入力圧力との関係を示すグラフが表示される。さらに、合成樹脂で充填されたキャビティの細分化された領域に対応するスクリュー位置領域が表示され、これから、キャビティのどの充填レベルでどのねじ位置が採用されているかが明確になる。
【０００８】
射出成形手順中に金型内部の樹脂位置を監視する方法は、独国特許出願公開第６９２１８３１７Ｔ２号明細書に開示されている。ここで、金型内部は、境界部分を有する多数の領域に細分されている。次に、これらの細分化された領域に体積を分配し、制御ユニットに入力して、次のステップで、樹脂の前端が境界部分に到達するねじ位置を表示できるようにする。
【０００９】
従来技術の解決策では、一方では完全な成形品または他方では完全な成形設備がシミュレートされ、そのいずれかのために適切なシミュレーションまたは処理能力が必要とされる。さらに、これらのソリューションでは、操作者はシミュレーションパラメータに関して最も多様な種類の多くの入力を入力する必要がある。その後成形品を製造する場合、シミュレーションから得られたこれらの入力を実際の射出成形手順に再度適用する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１８３８６３Ａ１号パンフレット
【特許文献２】オーストリア特許出願公開第５１３４８１Ａ４号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２０１５０１５８１１Ａ１号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第６９２１５６３４Ｔ２号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第６９２１８３１７Ｔ２号明細書
【発明の概要】
【００１１】
この先行技術を出発点として、本発明の目的は、射出成形手順の単純化された、迅速かつ効果的なパラメータ化を可能にし、したがって、成形のセットアップ時間および品質を改善することである。
【００１２】
これは、請求項１の特徴に従って、プラスチックならびに粉末および／またはセラミック材料などの他の可塑化可能な材料を処理するための機械を制御するための方法で達成される。有利な進展は、従属クレームの主題を形成する。請求項に個別に記載されている特徴は、技術的に意味のある場合に組み合わせ可能であり、図面の説明および詳細からの説明情報によって補足することができ、本発明のさらなる変形の実施形態が指摘されている。
【００１３】
本発明による方法では、射出成形手順の可能な最大量の調整データが、成形品の既知の三次元モデルから、処理される材料に関して射出成形機およびその周辺機器について計算される。機械は、金型キャビティの形状に対応する成形品を製造するための少なくとも１つの金型キャビティを含む射出成形金型を開閉するための金型開閉ユニットと、可塑化するためおよび可塑化可能な材料を金型キャビティに射出するための装置を含む射出成形ユニットと、専門知識ユニットと通信し、必要に応じて、例えば表示／操作装置を介して、対話型接触によって操作者によって操作可能な機械コントローラと、を有する。表示／操作装置は、例えば、マルチタッチスクリーンの形態の画面を有する対話型入力設備の形態をとり、機械コントローラと通信している。専門知識ユニットは、例えば、例えばネットワークを介して機械コントローラと通信しているデータベースおよび／またはデータメモリの形態であってもよい。
【００１４】
専門知識ユニットには、例えば、固体および流体材料の比重、融点、流動指数、最大剪断速度、および／または一般に材料が流体から固体に冷却されるときの圧力／温度挙動などの材料に関するデータが含まれる。しかし、処理される材料に関する追加のデータを含めることもできる。
【００１５】
さらなるデータベースは、例えば、方法を実行するためのデータに関連し、特徴的なプロセスシーケンスに関連する射出成形の知識から構築される。この例は、特定のクラスの金型の充填時間、特定のクラスの金型を使用した成形品の特定の流路／壁厚比、および成形品の最小壁厚と最大壁厚に関連する保持圧力のデータによって提供される。
【００１６】
さらなるデータベースには、例えば、特定の機械の運動学の静的および動的特性に関連する機械コントローラの知識が含まれている。
【００１７】
本発明による方法の場合、成形品および／または金型キャビティの形状およびスプルーポイントに関する情報が機械コントローラに提供される。この情報は、例えば、操作者によって、データキャリアを介して直接機械コントローラに入力されてもよいし、または機械とＣＡＤデータサーバとの間のインターフェースを介して選択されてもよい。したがって、開始点は成形品自体の幾何学的な３次元モデルであるため、射出成形手順のパラメータ化の結果は、成形品に関する特定の幾何学的情報に大きく依存する。さらに、成形品の少なくとも１つの段階的な体積成長プロファイルは、幾何学的情報から計算され、有利に迅速かつ単純な計算のために、成形品の体積成長プロファイルは、少なくとも１つのスプルーポイントから開始して、搬送装置によってカバーされる特定の距離（Δｓ）または各層に関連付けられている特定の体積（ΔＶ）を用いて、層ごとに計算される。スプルーポイントは、操作者が対話的に、好ましくは射出成形機の操作ユニットに表示された幾何学的データから選択するか、あるいは幾何学的データにパラメトリックに格納するか、追加の既知の金型形状を使用した幾何学的解析によって計算することができる。成形品は、例えば積層造形法と同様の方法で、層に分割される。すべての層のそれぞれの体積を合計すると、成形品の完全な体積が得られる。
【００１８】
体積成長プロファイルを考慮して、少なくとも１つの射出手順がさらに計算される。これにより、射出成形機のセットアップ時に特別な専門知識を必要としないため、射出成形機での射出成形手順を迅速、効果的、かつ簡素化された方法でパラメータ化することができる。むしろ、操作者はセットアップをサポートされ、その結果、射出成形手順の開始時に考えられるエラーの原因がすでに排除されており、その結果、一方では金型検証手順が大幅に短縮され、過少充填または過充填の可能性に関してエラーが発生しにくく、体積成長プロファイルが形状に適合しているため、成形品の品質が向上する。同時に、機械の操作に必要な専門知識を減らすことができる。
【００１９】
段階的な体積成長プロファイルを計算するために、成形品および／または金型キャビティの形状およびスプルー形状を含む情報の少なくともいくつかについて情報が提供されることが不可欠である。この情報は、様々なソースから取得されてもよい。例えば、ＣＡＤプログラムまたは３Ｄスキャンから。原則として、例えば専門知識ユニットなどで情報がすでに利用可能になっていることも考えられる。
【００２０】
次に、幾何学的情報を考慮して、成形品の少なくとも１つの体積成長プロファイルが計算される。このため、充填方向の成形品の形状は、一緒にすると成形品の完全な体積を与える領域に分割される。したがって、各領域には対応する部品体積が含まれる。金型キャビティが充填されると、領域が徐々に充填され、一般に、比較的大きな体積の場合もあれば、比較的小さな体積の場合もあり、すべての領域または体積全体が完全に充填されるまで材料が充填される。このプロセスの結果として、体積成長プロファイルが計算される。
【００２１】
体積成長プロファイルは、好ましくは一定の仮想デジタル化充填体積を使用して、第１のステップで計算される。これに基づいて、可能な連続ステップは、例えば、体積成長プロファイルが、例えば、搬送ねじなどの搬送装置によって覆われる、経時的または距離にわたる体積の曲線として提示されることである。成形品の幾何学的データからの体積成長プロファイルを使用して、例えば、射出体積、壁厚、流量比、流速、および絶対流路に関する調整データを導き出すことができる。
【００２２】
次に、体積成長プロファイルを考慮して、射出成形機の射出曲線の少なくとも１つの設定値パラメータ化が計算される。このようにして計算された充填曲線は、例えば、示唆として、対話的に操作可能な表示／操作装置で操作者に表示される。
【００２３】
成形品の段階的な体積成長プロファイルの計算は、成形品を製造するための第１の射出手順が実行される前に実行されることが好ましい。その結果、射出成形手順の開始時に発生する可能性のあるエラーの原因を確実に排除でき、成形検証手順をさらに短縮できる。同時に、機械の操作に必要な専門知識をさらに大幅に減らすことができる。
【００２４】
さらに、有利な効率的な計算のために、体積成長プロファイルの層ごとの計算は、毎回同じ体積ステップで実行される。例えば、各層ステップについて、成形品の幾何学的データから投影面が計算され、体積ステップがわかっている場合は、表面に体積ステップを掛けて足し合わせることにより関数が計算され、この関数から、体積成長プロファイルが計算される。
【００２５】
好ましくは、体積成長プロファイルは、総射出体積または成形品の最も厚い壁厚と最も薄い壁厚または壁厚の比率または流路の比率に関する情報の少なくとも１つを考慮して計算される。この情報は、専門知識に含まれていることが望ましい。射出成形の分野で知られているこれらのパラメータを使用して、体積成長プロファイルを、操作者が容易に再現できる方法で迅速に生成することができる。
【００２６】
特に好ましくは、専門知識ユニットからの体積成長プロファイル情報を計算する目的で、この情報は、所望の情報へのより速いアクセスを達成するためにグループに分類される。ここで、操作者が再現できるようにグループに分類することも可能である、すなわち、操作者は関連するサポート情報に対話的かつ迅速にアクセスすることができる。このような基準には、例えば、射出成形金型の金型クラス、成形品を製造するための射出手順中の充填時間、成形品の流路／壁厚比、金型クラス、または成形品の最小壁厚と最大壁厚に関連する実際の保持圧力が含まれる。分類器はまた、これらの基準を参照して、操作者と対話的にこのグループへの分類を有利に実行することができる。
【００２７】
原則として、操作者との対話型制御は常に有利であり、その場合、システムは操作者にさらなる入力を促すことができ、また、例えば不具合がある場合、情報が不足している場合、あるいは、その機械にこの種の体積成長プロファイルが実行できないという結果である、あるいはそのように実行できないという結果であっても、得られた結果を知らせることができるからである。
【００２８】
迅速な計算と同時に有利な高精度を実現するために、体積成長プロファイルは、少なくとも１つの積分法によって、例えば台形公式などの数値積分法によって計算される。
【００２９】
有利で単純で直感的な操作のために、入力された幾何学的データは、表示／操作装置に表示される。さらなるステップにおいて、少なくとも１つのスプルーポイントが、射出軸に関連して識別される。これは、例えば、操作者によって対話的に実行することができるが、好ましくは、機械コントローラは、幾何学的データの対応する分析の結果として、特に、例えば、金型に関する境界幾何学的情報がある場合、閉じられていないバウンディング体積の検索によってそれを自動的に認識する。さらに、システムがホットランナーシステムによって供給され得る複数のキャビティシステムであるかどうか、および／または複数のスプルーを有するスプルー分配システムが存在するかどうかなどの対称特性が識別される。場合によっては、この方法では最初に１つのキャビティのみが考慮され、その後に、合計またはオフセットによって、さらにキャビティの数が計算される。複数のスプルーの場合、例えば、個々のスプルーポイントが個別に考慮され、異なるスプルーポイントで構成される連続した体積に達するまで合計される。材料の前面が接触するとすぐに、スプルーポイントが１つしかないかのようにさらに検討が行われる。動圧損失に関しては、例えば断面積が合計される。この手順により、プロセッサの操作が簡素化されるため、時間が節約され、操作がより直接的になる。
【００３０】
処理される材料に関する材料情報が、操作者によって事前に決定された情報として、および／または操作者によって専門知識ユニットから選択された情報として機械コントローラに提供されることは、機械および周辺機器の効率的な調整にとって有利である。原則として、例えば、材料クラスまたは所望の正確な材料を選択することが考えられる。これにより、また、取り付けられた射出モジュール／ねじのデータなどの機械部品データ、例えば専門知識ユニットからの様々なねじ形状の可塑化モデル、および／または周辺機器のデータを使用して、例えば、ねじ速度、背圧、シリンダ加熱および金型温度制御のための温度調整などの調整データを導き出すことが可能である。
【００３１】
少なくとも１つの射出手順は、体積成長プロファイルと材料情報を使用して計算される。体積成長プロファイルにより、どのくらいの時間またはどの経路でどのくらいの体積が満たされるかを知ることができる。これを材料情報と組み合わせると、例えば、射出プロファイル、射出速度、保持圧力、および／または保持圧力時間に関して調整データを計算することが有利に可能である。
【００３２】
好ましくは、射出曲線の設定値パラメータ化は、一定速度で流れる材料フロントを仮定して決定される。
【００３３】
射出成形手順が信頼できて効率的であることを有利に保証するために、射出曲線は、射出成形ユニットを区切るパラメータによって適合される。例えば、最初に機械の最高速度が考慮され、機械がオーバードライブされないように選択される。次に、例えば、最大加速度を超えないように、機械の加速度が考慮される。さらに、射出成形手順は、専門知識ユニットでのクラス類似性比較によって最小および最大流路長、壁厚比、および総部品体積を解析することによって絶対的な物理値を与えるように標準化されており、好ましくは、例えばそのクラスの典型的な絶対的な最小または最大の充填時間に適合される。
【００３４】
さらなる利点は、好ましい例示的な実施形態の下位請求項および以下の説明から明らかである。請求項に個別に記載されている特徴は、技術的に意味のある場合に組み合わせ可能であり、図面の説明および詳細からの説明情報によって補足することができ、本発明のさらなる変形の実施形態が指摘されている。
【００３５】
本発明は、添付の図面に表されている例示的な実施形態を参照して以下でより詳細に説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】射出成形機とそれに関連する表示／操作装置を備えた機械コントローラの概略図である。
【図２】機械の制御とパラメータ化のフローチャートである。
【図３ａ】スプルーを備えた成形品の概略図である。
【図３ｂ】スプルーを備えた成形品の概略図である。
【図４】体積成長プロファイルとパラメータ入力を備えた表示／操作装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
次に、添付の図面を参照して、本発明を例としてより詳細に説明する。しかしながら、例示的な実施形態は単なる例であり、本発明の概念を特定の構成に限定することを意図するものではない。本発明を詳細に説明する前に、これらの構造部品および方法は異なる可能性があるため、装置のそれぞれの構造部品およびそれぞれの方法ステップに限定されないことに留意されたい。ここで使用される用語は、単に特定の実施形態を説明することを意図しており、限定的に使用されるものではない。さらに、単数形または不定冠詞が明細書または特許請求の範囲で使用される場合、これはまた、全体的な文脈がそうでないことを明確に示さない限り、これらの要素の複数を指す。
【００３８】
本発明の文脈では、以下の定義が使用される。
−「体積成長プロファイル」は、時間の経過または搬送装置の経路にわたる体積の増加を表す。
−「射出手順」とは、特定の成形品の製造に必要な手順であり、その幾何学的データが体積成長プロファイルを計算するための基礎を形成する。
−パラメータ化された「射出曲線」は、本方法を使用して計算されたパラメータによって決定され、機械コントローラを使用してそれぞれの射出成形機で特定の成形品を製造することを可能にする射出手順である。
【００３９】
図１は、プラスチックおよびセラミックもしくは粉末材料などの他の可塑化可能な材料を処理するための機械１０の概略図を示している。機械１０は、金型キャビティ１６の形状に対応する成形品１８を製造するための少なくとも１つの金型キャビティ１６を有する射出成形金型１４を開閉するための金型開閉ユニット１２と、射出成形ユニット２０と、を有する。図１では、射出成形金型１４が開いて示され、成形品１８は、適切な場合、そのスプルー２６と共に金型キャビティ１６から排出される。可塑化可能な材料は、スプルー形状２４を介して金型キャビティ１６に供給される。冷却装置または除去装置などの任意の周辺機器３２は、機械１０および／または機械コントローラ２２に接続されている。
【００４０】
機械１０に関連付けられているのは、ネットワークを介して、例えば、データベースの形態の専門知識ユニット３４と通信している機械コントローラ２２である。
【００４１】
専門知識ユニット３４は、例えば、固体および流体材料の比重、融点、流動指数、最大剪断速度、および／または一般に材料が流体から固体に冷えるときの圧力／温度の挙動などの処理される材料に関連するデータ、特定のクラスの金型と結合された成形品の流路／壁厚比と併せて、特定のクラスの金型の充填時間のデータ、ならびに成形品の最小および最大壁厚に関連する保持圧力などの、特徴的なプロセスシーケンスに関する射出成形金型の知識に関連するデータ、ならびに／あるいは機械の運動学の静的および動的特性に関するデータを含む。しかしながら、原則として、専門知識ユニット３４には、射出成形手順、関連する機器および／または材料を説明するのに役立つ可能性がある他のデータもあり得る。原則として、専門知識ユニット３４が機械コントローラ２２自体にあることも考えられる。
【００４２】
機械コントローラ２２と操作者との間の対話型接触のために、表示／操作装置２８が提供され、これは、例えば、キーボードを備えた画面、（マルチ）タッチスクリーン、または実際に音声入力などの他の適切な装置の形態をとる。
【００４３】
図２は方法のシーケンスを示す。方法の開始時に、ステップ１１０において、機械コントローラ２２は、金型内の金型キャビティ１６およびスプルー形状２４として、成形品１８の形状およびその配置に関する情報を受け取る。幾何学的データは、ＣＡＤプログラムや、事前に印刷された３Ｄプロトタイプの３Ｄスキャンなど、最も多様なソースから取得できる。原則として、専門知識ユニット３４がすでに幾何学的データを含んでいること、および／またはこれらがそこに格納または格納可能であることも考えられる。
【００４４】
好ましくは、さらなる例示的な実施形態では、ステップ１１０において、処理される材料に関する材料データが提供され、これは、例えば、操作者が専門知識ユニット３４から事前に決定または選択する。例えば、材料クラスまたは正確な材料は、専門知識ユニット３４の材料データベースから選択される。機械コントローラ２２は、これと、取り付けられた射出および可塑化モジュール／ねじなどの機械構成要素データ、異なるねじ形状に対してこの目的で利用可能な任意の可塑化モデル、および周辺機器３２上の任意のデータを使用して、スクリュー速度、背圧、シリンダ加熱および金型温度制御のための温度調整などの機械１０の調整値を計算する。
【００４５】
好ましくは、ステップ１２０において、成形品１８の幾何学的データは、表示／操作装置２８に表示される。これにより、操作者は、射出軸に関連して少なくとも１つのスプルーポイントを簡単かつ直感的に識別することができる。原則として、例えば、キャビティシステムと金型との間の幾何学的関係の知識に基づいて、機械コントローラ２２がスプルーポイントの提案を計算することも考えられる。操作者によるさらなる対話型操作は、好ましくは、金型がホットランナーシステムを備えた複数キャビティ金型であるか、複数のスプルーを備えた金型であるかなどの金型特性を識別することである。場合によっては、この方法では最初に１つのキャビティのみが考慮され、その後に、単純な合計またはオフセットによって、さらにキャビティの数が計算される。複数のスプルーの場合、個々のスプルーポイントが個別に考慮され、異なるスプルーポイントで構成される連続した体積に達するまで合計される。材料の前面が接触するとすぐに、スプルーポイントが１つしかないかのようにさらに検討が行われる。動圧損失に関しては、例えば断面積が加算される。
【００４６】
体積成長プロファイルは、ステップ１３０で計算される。図３ａおよび図３ｂは、成形品１８の形状を概略的に示している。成形品１８の幾何学的データの助けを借りて、体積成長プロファイルは、スプルーポイントから始めて、層ごとに計算される。成形品１８の形状は、層ごとに、または段階的に構築される。例えば、図３ａでは、成形品１８の体積は、スプルーポイントから始まり、成形品の基部に到達するまで、層３６で構築される。次に、積層がスプルーポイント２６に対して放射状に続く。図３ｂでは、スプルーポイント２６から開始して、スプルーポイント２６の左右の両側が均等に構築されている。
【００４７】
成形品を製造するための第１の射出手順が実行される前に、成形品の段階的な体積成長プロファイルの計算を実行することが有利であることが示されている。その結果、射出手順の開始時に発生する可能性のあるエラーの原因を確実に排除でき、成形検証手順をさらに短縮できる。同時に、機械の操作に必要な専門知識をさらに大幅に減らすことができる。
【００４８】
好ましくは、体積成長プロファイルの層ごとの計算は、図３ａおよび図３ｂに従って、それぞれの場合に同じ体積ステップ３０で実行される。
【００４９】
さらに好ましくは、体積成長プロファイルは、少なくとも１つの積分法によって、例えば台形公式などの数値積分法によって計算される。
【００５０】
体積成長プロファイルを生成するために、総射出体積または成形品の最も厚いおよび最も薄い壁厚、または壁厚比または流路比を含む情報を使用することができ、この情報は、好ましくは専門知識ユニットに見出される。
【００５１】
体積成長プロファイルの計算を再現可能にし、適切な場合にはそれを高速化するために、専門知識ユニットからの情報および／または操作者によって事前に決定された情報を使用および分類する分類器を利用することが可能である。この情報は、クラスに分類され、例えば次の基準の少なくとも１つによって区別され得る。
−射出成形金型の金型クラス、
−成形品１８を製造するための射出手順中の充填時間クラス
−成形品１８の流路／壁厚比。
−材料クラス、
−成形品１８の最小壁厚と最大壁厚に関連する保持圧力。
【００５２】
分類器は、好ましくは操作者と対話的に、計算の目的で専門知識ユニットからの関連情報にアクセスできるようにするために、これらの基準に基づいて成形品１８を分類する。
【００５３】
したがって、いくつかの非制限的な例に言及するために、選択クラスが、例えば、２００を超える異なる壁厚流量比、または例えば０．２秒未満の最大充填時間であることが可能である。
【００５４】
ステップ１４０において、一定速度で流れる材料フロントを仮定して、好ましくは、少なくとも１つの射出手順が計算される。
【００５５】
好ましくは、成形品１８の体積成長プロファイルは、層ごとに、好ましくは少なくとも１つのスプルーポイントから開始して計算され、搬送ねじなどの搬送装置によってカバーされる特定の距離Δｓ、または特定の体積ΔＶが各層３６に関連付けられる。
【００５６】
さらに好ましい例示的な実施形態では、ステップ１５０において、射出手順は、機械１０がオーバードライブされないように機械１０を操作できる最大速度および／または加速度など、射出成形ユニット２０を区切るパラメータ４２によって適合される。さらに、最小／最大の所望の充填時間は、例えば、再帰的方法によって、機械に可能な速度値の二次または正弦波補間を使用して適合される。パラメータ４２は、例えば図４に従って、表示／操作装置２８の操作者によって適合させることができる。
【００５７】
原則として、操作者との対話型制御は常に有利であり、その場合、システムは操作者にさらなる入力を促すことができ、また、例えば不具合がある場合、情報が不足している場合、あるいは、その機械にこの種の体積成長プロファイルが実行できないという結果である、あるいはそのように実行できないという結果であっても、得られた結果を知らせることができるからである。同様に、操作者は、例えば、スプルーポイントまたは流れの方向を特定するために、目標を絞った方法で介入することができる。
【００５８】
この説明は、付随する請求項と同等の範囲に属する多種多様な変更、修正、および適合の対象となり得ることは自明である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  機械
１２  金型開閉ユニット
１４  射出成形金型
１６  金型キャビティ
１８  成形品
２０  射出成形ユニット
２２  機械コントローラ
２４  スプルー形状
２６  スプルー
２８  表示／操作装置
３０  体積ステップ
３２  周辺機器
３４  専門知識ユニット
３６  層
４０  分類器
４２  パラメータ
【図１】
2022501228.tif 000003
【図２】
2022501228.tif 000004
【図３ａ】
2022501228.tif 000005
【図３ｂ】
2022501228.tif 000006
【図４】
2022501228.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月30日(2020.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックならびに粉末および／またはセラミック材料などの他の可塑化可能な材料を処理するための機械（１０）を制御するための方法であって、前記機械は、
金型キャビティ（１６）の形状に対応する成形品（１８）を製造するための少なくとも１つの前記金型キャビティ（１６）を含む射出成形金型（１４）を開閉するための金型開閉ユニット（１２）と、
可塑化するためおよび前記可塑化可能な材料を前記金型キャビティ（１６）に射出するための装置を有する射出成形ユニット（２０）と、
専門知識ユニット（３４）と通信し、必要に応じて操作者によって対話的に影響を受けるように構成された機械コントローラ（２２）と、を含み、
前記方法は、
前記成形品（１８）および／または前記成形品を受け入れる前記金型キャビティ（１６）の形状に関する情報を、前記機械コントローラ（２２）に提供するステップと、
スプルー形状（２４）に関する情報を前記機械コントローラ（２２）に提供するステップと、
幾何学的情報を考慮して、前記金型キャビティ（１６）を充填する方向の前記成形品（１８）の少なくとも１つの段階的な体積成長プロファイルを計算するステップであって、前記成形品（１８）の前記体積成長プロファイルは、少なくとも１つのスプルーポイントから開始して、層ごとに計算され、搬送装置によってカバーされる特定の距離（Δｓ）、または特定の体積（ΔＶ）は、各層に関連付けられている、ステップとを含み、
前記成形品（１８）の前記少なくとも１つの段階的な体積成長プロファイルの前記計算は、成形品を製造するための第１の射出手順が実行される前に実行され、
前記体積成長プロファイルは、総射出体積または前記成形品の最も厚い壁厚と最も薄い壁厚または壁厚の比率または流路の比率に関する情報の少なくとも１つを考慮して計算され、この情報は、好ましくは、前記専門知識ユニットに見出され、
前記段階的な体積成長プロファイルを考慮して、少なくとも１つの射出手順を計算する、方法。
【請求項２】
前記体積成長プロファイルの前記計算は毎回同じ体積ステップ（３０）で実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記専門知識ユニットからの前記体積成長プロファイル情報を計算する目的で使用されることを特徴とし、この情報はクラスに分類され、以下の基準、すなわち、
射出成形金型の金型クラス、
前記成形品（１８）を製造するための前記射出手順中の充填時間クラス、
前記成形品（１８）の流路／壁厚比、
材料クラス、
前記成形品（１８）の最小および最大壁厚に関連する保持圧力、のうちの少なくとも１つによって区別可能であり、
分類器は、好ましくは操作者と対話的に、計算の目的で前記専門知識ユニットからの関連情報にアクセスできるようにするために、これらの基準に基づいて前記成形品（１８）を分類する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記体積成長プロファイルは少なくとも１つの積分法によって計算されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
表示／操作装置（２８）で幾何学的データを表示するステップと、
好ましくは前記表示を参照して、射出軸に関連する少なくとも１つのスプルーポイントを特定するステップと、
金型特性を特定するステップと、
のうちの少なくとも１つを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
処理される前記材料に関する材料情報は、前記操作者によって事前に決定され、および／または前記専門知識ユニット（３４）からの情報として選択されたさらなる情報として前記機械コントローラ（２２）に提供され、前記体積成長プロファイルを標準化するために使用され、前記材料情報を考慮して前記少なくとも１つの射出手順が計算されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
射出曲線の少なくとも１つの設定値パラメータ化は、可能な限り一定のフローフロント速度で、好ましくは一定の体積成長速度で流れる材料フロントを仮定して決定されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記射出曲線の設定値パラメータ化は、前記射出成形ユニット（２０）を区切るパラメータ（４２）に適合されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2022501228.tif 000008
2022501228.tif 000009
2022501228.tif 000010
2022501228.tif 000011
2022501228.tif 000012