用于生产塑料型材的方法和装置与流程

塑料型材在挤出生产线中生产，其中，挤出机首先推出初始为热的且可塑性变形的型材股线，然后在校准工具中将其加工成具有精确限定的几何形特性的塑料型材。这种挤出生产线的调整非常耗时，因为必须为各个工具定义大量参数。这些参数以复杂的方式相互作用以生产具有某些特性的产品。这种挤出生产线的操作需要合格的人员，以便将废品保持为最少。然而，通常情况是，略微改变的环境条件会导致所生产的塑料型材的不期望的特征，由此，如果不立即注意到需要改进的调整并且不采取适当的修正动作，则可能生产大量的有缺陷的塑料型材。

在操作挤出生产线时的一个挑战是始终要满足对型材质量和几何形的所有最低要求，而同时要使塑料型材的总重量最小化，从而避免不必要的材料成本。

本发明的目的是提出一种方法，该方法使得能够较大程度上使挤出生产线自动化，并且因此独立于合格的人员的不断的存在而生产塑料型材。

根据本发明，该目的是这样解决的，即，与塑料型材的几何形和/或重量有关的测量连续地在校准槽罐下游执行，并且直接从这些测量值计算得出修正值，其用于改变挤出机、干燥校准单元和/或校准槽罐中的设定。

在本发明的上下文中，重要的是，从期望的最佳条件的任何偏离都可靠且快速地被探测到，并且立即且自动地确定必需的措施，从而达到最佳条件。

优选地设置，测量包括在从型材股线分离之后立即对型材部段进行称重。紧接着锯切或切断之后，在斜台上对型材部段进行称重，锯切或切断通常将无限的型材股线分为6m长的型材部段。因为称重过程是在第一型材部段已被放置在斜台上之后并且是在下一个型材部段到达斜台之前执行的，所以生产过程无论如何都不会受测量过程影响。特别有利的是，重量是在可能的最早时间进行测量的，使得空载时间可最小化。

在自动化方面显著的改进可以通过测量使塑料型材通过加工生产线所需要的拉开力来实现。履带拉出装置必须将拉伸力施加在型材股线上，该拉伸力足以克服校准工具中的阻力。这些阻力主要取决于工具中型材股线的温度和型材股线的几何形。以此方式，实践中可以实时获得关于校准工具中的条件的信息，在调节特定参数时可以考虑该信息。

获得信息的另一种可能性是对型材部段的至少一个壁部段的厚度的确定用作测量。该测量可优选地通过用照相评估由对型材部段的切割导致的型材线股的端面的评估以光学的方式执行。然而，也可使用其它测量方法来确定厚度，诸如超声波测量。

其它测量可能涉及表面质量，即，光泽或抓痕或塑料型材的颜色。

挤出速度可优选地用作修正值。当履带拉出装置的速度增大时，塑料型材的壁厚减小，而在较低的速度下并且在某些情况下会观察到波浪状的问题。

影响型材质量的特别差异化的可能性可这样实现，即，修正值涉及对挤出模具的区域中的部分型材横截面的选择性冷却。以此方式，大量的型材横截面面积能在热学方面独立于彼此地受影响。具体地，这避免了在这些区域中的塑料型材的壁厚。冷却可以通过在来自挤出模具的塑料型材的出口处的空气局部地受控的膨胀来实现。

影响这的另一优选的方式用于对在干燥校准单元中的单独的部段中的冷却水流进行控制作为修正值。通过改变在干燥校准单元中的热耗散，对于影响的其它可能性是可获得的。可以独立于对在至少两个不同回路中冷却水流的控制实现特别高效的影响。例如，一方面是塑料型材的可见表面、另一方面是塑料型材的末端可独立于彼此在干燥校准单元中经受冷却。

类似地，可规定修正值涉及对在校准槽罐的至少一个部段中的冷却水流量的控制。在此，也能够这样实现定向的控制，即，通过将冷却水流分到至少两个回路中，该至少两个回路独立地受控。

证明了特别有利的是，在至少一个冷却回路中冷却水的流动方向可以被逆转。这意味着，在干燥校准单元中，例如，冷却水可被选择性地沿两个方向馈送通过冷却回路。替换可以周期性地进行切换，例如每3分钟之后，或在确定了可能由于在冷却水回路中背压的增大而发生了阻塞。如果背压超过某一水平，则开始转换。在根据本发明的解决方案的情形中，如果在工具中存在若干冷却水回路，则这样的测量是特别可能的，借助该若干冷却水回路提供直接的响应特性。在循环开始和结束时的温差也是较小的，从而转换不会带来温度条件任何显著的变化。

对校准台的位置也连续地进行测量，并且计算修正值以调节高度、侧部位置和纵向位置。当前位置可以数字地显示在终端上，从而执行具有参照点的校准。

对于改变校准台的位置的任何障碍应被探测并且由安全系统纳入考虑。这涉及了挤出机与校准台之间的空间和校准台与履带拉出装置之间的空间。

本发明还涉及一种用于在由若干工具组成的挤出生产线中生产塑料型材的装置，其中，布置在校准台上的至少一个校准槽罐和至少一个干燥校准单元设置在挤出机下游。

该装置根据本发明特征在于设有控制装置，该控制装置一方面连接到传感器并且另一方面连接到致动器，该致动器修改挤出生产线的工具的设定参数。

设计为天平的传感器是特别优选的，该传感器设置在切割装置下游，从而对割断的型材部段进行称重。塑料型材的重量是基本全球信息，其对于挤出生产线的控制是重要的。

附加地或替代地，传感器可设计为确定塑料型材的单独的区域中的壁厚。

本发明特别有利的一实施例变型规定，至少一个模具板布置在挤出模具的端面处，从而选择性地朝向塑料型材的预先确定的区域或挤出生产线上的塑料型材的出口区域的预先确定的区域引导空气。具体地，若干模具板可以围绕塑料型材的周缘布置。以此方式，在它进入校准工具之前，塑料型材可以在特别精细的天平上局部地冷却。替代地，模具板可以位于干燥校准单元的一个面上。

当模具板磁性地附连到挤出生产线或干燥校准单元时，实现了特别高效的组装和对于改型的简单的能力。为了实现模具板的可重复的确切定位，凹槽、突出部等设置在相应的前侧上，从而确保模具板的某一位置。磁性固定的一个具体优点是，如果挤出生产线与第一干燥校准单元之间的距离是通常非常小的，则在挤出生产线运行时，模具板可以安装、拆卸和重新定位。这意味，如果操纵模具板，则校准台不必移动。

在下文中，将基于附图中描绘的实施例变型更详细地阐述本发明，附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的挤出生产线；

图2示出了包括干燥校准单元的校准台的细节的斜视图；

图3示出了挤出模具的细节；

图4示出了干燥校准单元的正视图；

图5示出了挤出模具的正视图；

图6示意性地示出了安装在校准台中的冷却单元；以及

图7示意性地示出了校准台和校准工具中的水引导件。

图1的挤出生产线由具有挤出模具1a的挤出机1和布置在其下游的校准台2构成，在该校准台2上布置有若干干燥校准单元3和若干校准槽罐4(即，校准工具)，以冷却并校准从挤出机1排出的塑料型材100。

校准槽罐4可以在校准台2上纵向移动，以允许快速适应不同数量的干燥校准单元3，这是因为期望校准槽罐4直接连接到干燥校准单元3。

随后，塑料型材100被馈送入履带拉出装置5，履带拉出装置5提供必要的拉力以将塑料型材100拉过校准工具。在测量工位6中，测量塑料型材100，然后在锯7中将塑料型材100切割成型材部段101，型材部段101设置在倾斜台8上。

挤出生产线由控制单元10控制，控制单元10经由控制线11、12连接到挤出生产线的各单独的部件。示意性地，在倾斜台8中示出了天平13，天平13确定每个型材部段101的重量并将其传输到控制单元10。

以相同的方式，涉及型材几何形等的数据从测量工位6输出到控制单元10。用附图标记15表示该数据的性质，即几何形状测量值、颜色、光泽和划痕。此外，其它部件的所有相关数据以此处未描述的方式进行传输，这些数据比如是由履带拉出装置5施加的拉开力、来自校准工具的压力和温度的测量值等，并且尤其是识别数据，每个工具可以用识别数据唯一地识别。

在挤出生产线的进行的运行期间，控制单元10不仅接收数据和发出控制命令，以便最佳地管理挤出过程，而且还将它们记录在数据库中，以便获得用于后续挤出过程的经验值。

图2示出了干燥校准单元3a、3b可以容易地安装在校准台2上，这是因为只有一个经由快速释放紧固件16的机械连接必须被建立。所有连接部都设置在干燥校准单元3a、3b下侧的接触表面上，该接触表面在此处是不可见的。它们与校准台2的安装位置处的连接部相互作用，这些连接部在此也是不可见的。因此，不需要软管来将校准工具3a、3b、4连接到校准台2，这最小化了杂乱或错误的风险。

在本发明的范围内，也能够在根据本发明设计的挤出生产线中继续使用现有的校准设备。基板牢固地附连于这些工具的下侧，基板在其下侧具有必要的连接部，并经由内部连接线横向连接到其它连接部。然后，这些附加连接部经由连接软管连接到常规校准工具的典型地侧面安装的连接部。然后，原始工具与底板和连接软管形成一单元，该单元在拆卸和组装工具期间也不再分开。出于本发明的用途，该单元被视为校准工具。同样，没有杂乱的危险，因为在初始安装之后没有对连接软管的进一步操纵。

图3示出了挤压模具1a的快速更换系统，其可以侧向折叠。快速连接闭合件与挤出模具1a的预热相结合允许在更换挤出模具1a时少于10分钟的极短的循环时间。

图4示出了干燥校准单元3的端面，其中，一个模具板18a、18b磁性地固定在开口19的两侧上，塑料型材100穿过该开口。此处不可见的若干模具可以经由连接部20供应有压缩空气，以选择性地冷却进入开口19的塑料型材100。测量空气体积以产生可再现的条件。以这种方式，壁厚可以单独地调节适应于塑料型材100的外面积，并且所制造的塑料型材的重量可以被精确地调节(米重量)。

图4中示出了类似的解决方案，其中，八个模具板21a、21b、21c、21d、21e、21f、21g和21h磁性地安装在挤出机模具1a的面上。模具板21a和21e指向塑料型材100的可见表面，而模具板21b、21c、21d、21f和21h指向末端，这在挤出过程中始终是一个挑战。

图6示出了布置在校准台2中的冷却装置，该冷却装置将从外部引入用于挤出生产线的通用冷却水冷却到例如5℃至8℃的更低的温度。经由流动管线24和返回管线25供应分配器23，其用于供应校准工具中的专用冷却回路。

图7示出了用于干燥校准单元3a、3b的通用冷却水引导件。分配器23经由水槽罐26通过供应管线29被供应通用冷却水。此外，冷却单元22供应如上所示的低温水。

处于第一压力水平下的通用冷却水经由具有小横截面的第一供应管线26a馈送至干燥校准单元3a、3b中的某些回路。具有小横截面的第二供应管线26b将低温的冷却水引导至另外的回路。经由具有大横截面的第三供应管线26c供应处于另一压力水平下的通用冷却水。返回管线27、28将使用过的冷却水返回。