使用一个或多个应变计作为虚拟传感器的注射模制方法技术

一种注射模制方法涉及使用至少一个应变计传感器测量模腔的模侧中的应变变化；基于所述应变变化估算所述模腔中的压力；将所述估算压力与预设触发点进行比较，并且如果所述估算压力等于或超过所述预设触发点，那么启动具有最佳预定义压力‑时间曲线的虚拟空腔传感器，其中当启动时，所述虚拟空腔传感器跟踪由所述应变变化测量结果所计算的估算压力，并且将所述估算压力的跟踪结果与所述最佳预定义压力‑时间曲线进行比较，所述应变变化测量结果由所述至少一个应变计传感器随时间推移加以测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用一个或多个应变计作为虚拟传感器的注射模制方法
本申请大体上涉及注射模制，并且更具体地说，涉及在邻近于模具的分模线的模具表面的外部上使用应变计来估算条件(如注射模具中的压力)的方法，并且如果估算条件命中或超过预设触发点，那么进行其它计算和/或调整注射模制过程，由此将应变计以及虚拟空腔传感器用作压力感测系统的一部分。
技术介绍
在注射模制期间，熔融热塑性材料经由一个或多个浇口流入模具的模腔中。模腔中的压力为至关重要的向量，因为压力不足可能会产生不当形成的部件，而压力过量可能会对模具造成破坏。熔体流前沿处的压力通过例如，实现计算填充模腔的快慢程度和模制部件在空腔中冷却可能耗费的时间长短来提供与注射模制过程相关的整体信息。一些注射模制过程旨在使熔体流前沿随时间推移遵循特定压力模式以使注射模制过程优化。举例来说，为产生内部应力(将另外导致非所期望的缩小、凹陷和翘曲)得以完全消除的最终产物，一些注射模制过程维持空腔中的气压与熔体流前沿处的压力之间的压力平衡，当熔融热塑性材料移入模具的空腔中时，所述空腔中的气压会基于模腔几何形状而有所变化。对于所述注射模制系统来说，为确定期望的压力/时间曲线是否得到正确地跟踪，测定熔体流前沿处的实时压力为至关重要的，并且如果鉴别出从压力/时间曲线有所偏离，那么作出调整以校正熔体流前沿的压力。理想地，用于测量模腔中和熔体流前沿处的压力的传感器将为间接的、容易安装并且价格低廉。直接传感器，如放置于模腔中的传感器，会在部件表面上留下非所期望的痕迹。举例来说，尽管已增加对具有高光泽面层的注射模制部件的要求，但定位于模腔中的直接传感器仍具有损毁部件的高光泽面层的倾向。因此，不位于模腔中的间接传感器为较优选的。一些现用间接传感器包括分模线传感器、顶出销传感器(ejectorpinsensor)或固定销传感器(staticpinsensor)和超声波传感器。不利的是，这些间接传感器不可能始终放置于最佳位置处，有时为了进行加工以使得传感器可得到安装，需要模具设备经历停机期，并且代价可能不低。当前使用的用于间接测量模腔中的压力的应变计传感器受到相同问题的困扰。举例来说，应变计传感器已与具有顶出套筒或长心型销的模制设备结合使用，但并非所有注射模制设备都经配置以包括顶出套筒或长心型销。
技术实现思路
本专利技术的范围内的实施例涉及应变计传感器在注射模制过程期间估算条件，如模腔中或熔体流前沿处的压力的用途。使用应变计传感器以及虚拟空腔传感器作为压力感测系统的一部分以感测模腔中，如熔体流前沿处的估算压力，并且如果压力偏离预设触发点或范围，那么调整注射模制过程。在本专利技术的范围内的实施例中，将至少一个应变计传感器安装于模具的外部上，如堆栈模具的模具板的外部上，其邻近于位于两个模侧之间的分模线，所述分模线界定注射模制系统的一个或多个模腔。在本专利技术的一些实施例中，使用两个应变计传感器，一个邻近于模具的分模线并且接近达到模腔的喷嘴，并且另一个邻近于模具的分模线并且当熔融热塑性材料注射到模腔中时，其处于喷嘴的下游位置处。通过测量标准注射模制过程期间所出现的模具表面上的表面应变来研究应变计传感器。在典型注射模制设备中，在两个模侧之间形成模腔，所述模侧在压力下通过按压或夹持单元结合在一起。因此，沿模具的分模线，由按压或夹持单元施加闭合力。当熔融热塑性材料注射到模腔中时，熔融热塑性材料沿模具的分模线施加张开力。理想地，熔融热塑性材料所施加的张开力小于夹持单元所施加的闭合力。如果张开力超过闭合力，那么模侧被迫分开并且发生熔融热塑性材料溢出或泄漏。放置于邻近于模具的分模线的模具表面的外部上的应变计传感器能够感测由于闭合力和张开力，模具表面上所出现的随时间推移的表面应变变化。响应于表面应变变化，应变计传感器发出通常在-10伏到10伏范围内的电信号。接收应变计传感器所发射的信号并且供控制器使用以估算模具中的一个或多个条件，如模腔中的压力。在其中流动通道的长度与模制部件的厚度的比较大的特定模具，即具有高L/t比的模具中，可基于应变计传感器所发射的信号来估算熔体流前沿处的压力。这些近似值可适用于调整注射模制过程。举例来说，可估算模腔中的压力量并且与最大容许模腔压力相比较以致力于确保过量模腔压力不会对模腔造成破坏。如果由控制器所计算的条件超过预设触发点，那么应变计传感器作为其中一部分的压力感测系统可调节注射模制系统的运作以致力于将所感测的参数，如熔体流前沿处的估算压力降到或恢复到预设范围内的水平(例如，低于预设触发点)。除了一个或多个应变计传感器以外，本专利技术的压力感测系统还包括虚拟空腔传感器，其可以一组指令(例如，软件程序)的形式加以实施，所述指令存储于非暂时性机器可读媒体上并且由一个或多个通用或专用处理器执行。虚拟空腔传感器可从机器可读内存读取数据，并且在一些情况下向机器可读内存写入数据，所述内存存储有表示最佳预定义压力-时间曲线的数据，所述曲线对应于由注射模制过程和形成部件的材料所制的部件。预定义压力时间曲线由其中时间为独立变量并且压力为因变量的等式或关系定义。在一些实施例中，预定义压力-时间曲线为在设定实现模腔的最大设定压力下接近渐近线的抛物曲线。虚拟传感器将由应变计随时间推移的读数所估算的实时压力与最佳预定义压力-时间曲线进行比较以确定注射模制过程的运作是否如所预期。结合可从注射模制设备获得的其它信息，如将熔融热塑性材料注射到模腔中的螺杆行进的远近程度，虚拟传感器可测定熔融热塑性材料的粘度和模腔的填充百分比。在由应变计传感器读数所估算的实时数据指示并未遵循最佳预定义压力-时间曲线的情况下，虚拟传感器系统可引导注射模制设备采取校正动作，如通过改变注射额外的熔融热塑性材料的螺杆的推进速率和/或推进力，以增加熔体流前沿处或模腔中的压力。附图说明尽管本说明书通过特别指出并且清楚要求视为本专利技术的目标物的权利要求书作出结论，但认为本专利技术将从结合附图的以下描述得到较为充分的理解。出于较为清晰地显示其它组件的目的，图式中的一些可通过省略选定组件来进行简化。除了当对应书面描述中可作出明确描述时以外，一些图式中的组件的所述省略并不一定指示示范性实施例中的任一个中的特定组件存在或不存在。所有附图都未必按比例绘制。图1半示意性地展示根据本专利技术构建的注射模制设备，其中两个应变计传感器位于邻近于模侧之间的分模线的模侧的外部表面上，第一应变计传感器位于达到模腔的喷嘴的附近处的第一模侧上，并且第二应变计传感器位于喷嘴的下游处的第二模侧上；图2展示多空腔注射模制系统的堆栈模具，其包括一对界定两个模侧的板，所述板中的至少一个具有位于邻近于模侧之间的分模线的其外表面上的应变计传感器，其展示于在模腔上施加任何力之前时；图3展示当夹持单元(未示出)在临将熔融热塑性材料注射到模腔中之前或在开始注射时施加闭合力时，图2中所示的多空腔注射模制系统的堆栈模具；图4展示图3中所示的多空腔注射模制系统的堆栈模具中所存在的模腔、模芯和第一和第二模侧。图5展示图3到5中所示的多空腔注射模制系统的堆栈模具中的围绕模腔的板和第一模侧。图6A到B展示图3到5中所示的多空腔注射模制系统的堆栈模具中的围绕模腔的板和围绕模芯的板。图7A到B展示当夹持单元(未示出)施加闭合力并且熔融热塑性材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种注射模制方法，特征在于所述方法包含：使用至少一个应变计传感器(图1中的#52)测量模腔(图1中的#32)的模侧中的应变变化；基于所述应变变化估算所述模腔中的压力；将所述估算压力与预设触发点进行比较(图8)；如果所述估算压力等于或超过所述预设触发点，那么启动具有最佳预定义压力‑时间曲线的虚拟空腔传感器(图1中的#51)，其中当启动时，所述虚拟空腔传感器跟踪由所述应变变化测量结果所计算的估算压力，并且将所述估算压力的跟踪结果与所述最佳预定义压力‑时间曲线进行比较，所述应变变化测量结果由所述至少一个应变计传感器随时间推移加以测量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.22 US 62/195,3501.一种注射模制方法，特征在于所述方法包含：使用至少一个应变计传感器(图1中的#52)测量模腔(图1中的#32)的模侧中的应变变化；基于所述应变变化估算所述模腔中的压力；将所述估算压力与预设触发点进行比较(图8)；如果所述估算压力等于或超过所述预设触发点，那么启动具有最佳预定义压力-时间曲线的虚拟空腔传感器(图1中的#51)，其中当启动时，所述虚拟空腔传感器跟踪由所述应变变化测量结果所计算的估算压力，并且将所述估算压力的跟踪结果与所述最佳预定义压力-时间曲线进行比较，所述应变变化测量结果由所述至少一个应变计传感器随时间推移加以测量。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包含：其中，如果所述估算压力的跟踪结果与所述最佳预定义压力-时间曲线的比较指示并未遵循所述最佳预定义压力-时间曲线那么调整注射模制过程。3.根据权利要求2所述的方法，其中调整注射模制过程包含注射额外的熔融热塑性材料。4.根据权利要求2所述的方法，其中调整注射模制过程包含增加熔融热塑性材料的挤压速率。5.根据权利要求2所述的方法，其中调整注射模制过程包含降低熔融热塑性材料的注射速率。6.根据权利要求2所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·波拉德，J·D·瑞克尔，G·M·艾尔托宁，H·K·汉森三世，
申请(专利权)人：艾姆弗勒克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US