注射成型设备和其控制方法技术

本发明专利技术提供一种控制注射成型设备的熔体压力的方法。所述方法包含建立具有多个设定点的熔体压力曲线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】注射成型设备和其控制方法相关申请的交叉参照本申请是非临时的且要求2015年8月27日提交的美国临时申请第62/210,514号申请日的权益。优先申请US62/210,514以引用的方式并入本文中。
下文所述的系统及方法大体上涉及注射成型系统的领域。
技术介绍
注射成型通常用于制造由可熔材料，例如热塑性聚合物所制成的部件。为了促进这些部件的注射成型，向容纳有往复式螺杆(reciprocatingscrew)的热机筒中引入固态塑料树脂。热量及往复式螺杆协作以促进塑料熔融且将熔融塑料注入模穴中以形成期望形状。通常来说，控制器具有多个设定点，各设定点在成型周期期间针对特有时间界定期望熔体压力。针对各设定点，控制器命令往复式螺杆在如设定点所界定的时间以使得熔体压力向期望熔体压力会聚的此方式运作。然而，控制器会维持根据先前设定点的期望熔体压力直到根据下一设定点的期望熔体压力得到实现为止。换句话说，设定点的压力曲线遵循阶梯式定义的函数。因此，控制器试图使得熔体压力即刻达至设定点(例如，在一个样本的持续时间内)，其使得注射成型单元的内部熔体压力突增至期望内部熔体压力且对成型部件的完整性造成不利影响。
技术实现思路
根据一个实施例，提供一种控制注射成型设备的熔体压力的方法。所述方法包括接收熔体压力曲线。熔体压力曲线包括多个设定点，所述设定点各自界定注射成型设备的期望熔体压力。熔体压力曲线在各设定点之间延伸。各设定点通过界定注射成型工艺的至少一部分的时间段与其它设定点分隔，在所述时间段期间，热塑性材料注射至模穴中(例如，在初始注射期间、在填充期间、在封装期间、在保存期间及/或在填充、封装或保存之后的任何减压期间)。所述方法进一步包含在位于设定点之间的一或多个时间间隔下测定熔体压力曲线。一或多个时间间隔及设定点中的每一个通过时间分隔，且其中一或多个时间间隔中的每一个界定注射成型设备的期望熔体压力。在一或多个时间间隔中的每一个下，基于由在一或多个时间间隔中的每一个下的熔体压力曲线所界定的期望熔体压力来控制注射成型设备。对于至少两个紧邻设定点，位于所述设定点之间的一或多个时间间隔中的每一个下的期望熔体压力与处于至少两个紧邻设定点中的每一个处的期望熔体压力不同。根据另一实施例，提供一种建立注射成型设备的熔体压力曲线的方法。所述方法包括指定多个设定点，所述设定点各自界定注射成型设备的期望熔体压力。各设定点通过界定注射成型工艺的至少一部分的时间段与其它设定点分隔，在所述时间段期间，热塑性材料注射至模穴中。所述方法进一步包括在设定点中的每一个之间指定一或多个期望熔体压力且为熔体压力曲线指定一或多个取样时间间隔。取样时间间隔由时间分隔。对于至少两个紧邻设定点，位于所述设定点之间的一或多个取样时间间隔中的每一个下的期望熔体压力与处于至少两个紧邻设定点下的期望熔体压力不同。根据另一实施例，注射成型设备包括热机筒、往复式螺杆、动力单元、夹持单元、喷嘴及控制系统。往复式螺杆安置于热机筒中且经配置以相对于热机筒往复运动。动力单元以可操作方式与往复式螺杆耦合且经配置以促进往复式螺杆相对于热机筒往复运动。夹持单元系针对模具。夹持单元与热机筒相关联。喷嘴安置于热机筒的一端且经配置以将热机筒的内含物分配至夹持单元。控制系统与动力单元通信且经配置以促进往复式螺杆的运作。控制系统具有储存于其上的熔体压力曲线。熔体压力曲线包括多个设定点，所述设定点各自界定注射成型设备的期望熔体压力。熔体压力曲线在各设定点之间延伸。各设定点通过界定注射成型工艺的至少一部分的时间段与其它设定点分隔，在所述时间段期间，热塑性材料注射至模穴中。控制系统经配置以在位于设定点之间的一或多个时间间隔下对熔体压力曲线进行取样，且在一或多个时间间隔中的每一个下，基于由在一或多个时间间隔下的熔体压力曲线所界定的期望熔体压力来控制往复式螺杆的运作。对于至少两个紧邻设定点，位于所述设定点之间的一或多个时间间隔中的每一个下的期望熔体压力与处于至少两个紧邻设定点下的期望熔体压力不同。附图说明相信根据以下描述及附图，某些实施例将得到较佳理解，其中：图1是描绘根据一个实施例的注射成型设备的示意图；图2是描绘图1的注射成型设备的控制系统的框图；图3是描绘图2的控制系统的PID控制器的框图；图4是根据一个实施例，描绘期望熔体压力与时间之间关系的示例性熔体压力曲线的曲线图；图5是描绘期望熔体压力与时间之间关系的常规熔体压力曲线的曲线图；且图6是根据另一实施例，描绘期望熔体压力与时间之间关系的示例性熔体压力曲线的曲线图。具体实施方式本文所公开的实施例大体上涉及系统、机器、产物及通过注射成型制造产物的方法，且更具体地说，涉及系统、机器、产物及通过低压，实质上恒定压力注射成型制造产物的方法。如本文所用，就热塑性材料的熔体压力来说，术语“低压”意谓注射成型机的喷嘴附近处大约6000psi及低于6000psi的熔体压力。如本文所用，就热塑性材料的熔体压力来说，术语“实质上恒定压力”意谓自基线熔体压力的偏差不会使热塑性材料的物理特性产生有意义的变化。举例来说，“实质上恒定压力”包含(但不限于)不会使熔融热塑性材料的粘度产生有意义的变化的压力变化。就此而言，术语“实质上恒定”包含自基线熔体压力偏离大约30％。举例来说，术语“大约4600psi的实质上恒定压力”包含在约6000psi(超过4600psi30％)至约3200psi(低于4600psi30％)范围内的压力波动。熔体压力被认为是实质上恒定的，只要熔体压力自所列举的压力波动不超过30％即可。结合图1至图4及图6的视图及实例(其中在整个视图中，相同编号指示相同或对应组件)，图1展示用于制造成型塑料部件的注射成型设备10。注射成型设备10可包含注射成型单元12，其包含漏斗14、热机筒16、往复式螺杆18及喷嘴20。往复式螺杆18可安置于热机筒16中且经配置以相对于热机筒16往复运动。动力单元22可以可操作方式与往复式螺杆18耦合以促进往复式螺杆18的动力往复运动。在一些实施例中，动力单元22可包括液压马达。在一些实施例中，动力单元22可包括用电服务器控制的电马达。热塑性丸粒24可置放于漏斗14中且馈入至热机筒16中。当进入热机筒16中后，热塑性丸粒24可受到加热(例如，加热至约130℃至约410℃之间)且熔融以形成熔融热塑性材料26。往复式螺杆18可在热机筒16中往复运动以驱使熔融热塑性材料26进入喷嘴20中。在一个替代实施例中，注射成型单元可以是具有安置于热机筒(例如，16)中的柱塞(未图示)的柱塞型系统且经配置以相对于热机筒直线移动。喷嘴20可与具有第一及第二模具部分30、32的模具28相关联，所述第一及第二模具部分30、32协作以形成模穴34。夹持单元36可支撑模具28且可经配置以在夹持位置(未图标)与松开位置(图1)之间移动第一及第二模具部分30、32。当第一及第二模具部分30、32位于夹持位置处时，熔融热塑性材料26可自喷嘴20提供至由第一模具部分30界定且处于模穴34中的浇口38。当对模穴34进行填充时，熔融热塑性材料26可呈模穴34的形式。当模穴34得到足够填充后，可使往复式螺杆18停止，且准许熔融热塑性材料26在模具28中冷却。当熔融热塑性材料26本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制注射成型设备的熔体压力的方法，所述方法包括：接收熔体压力曲线，所述熔体压力曲线包括多个设定点，所述设定点各自界定所述注射成型设备的期望熔体压力，所述熔体压力曲线在所述设定点之间延伸，且各设定点通过界定注射成型工艺的至少一部分的时间段与其它设定点分隔，在所述时间段期间，热塑性材料注射至模穴中；在位于所述设定点之间的一或多个时间间隔下测定所述熔体压力曲线，其中所述一或多个时间间隔及所述设定点中的每一个通过时间分隔，且其中所述一或多个时间间隔中的每一个界定所述注射成型设备的期望熔体压力；及在所述一或多个时间间隔中的每一个下，基于由在所述一或多个时间间隔中的每一个下的所述熔体压力曲线所界定的所述期望熔体压力来控制所述注射成型设备；其中，对于至少两个紧邻设定点，位于所述设定点之间的所述一或多个时间间隔中的每一个下的所述期望熔体压力与处于所述至少两个紧邻设定点中的每一个处的所述期望熔体压力不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.27 US 62/210,5141.一种控制注射成型设备的熔体压力的方法，所述方法包括：接收熔体压力曲线，所述熔体压力曲线包括多个设定点，所述设定点各自界定所述注射成型设备的期望熔体压力，所述熔体压力曲线在所述设定点之间延伸，且各设定点通过界定注射成型工艺的至少一部分的时间段与其它设定点分隔，在所述时间段期间，热塑性材料注射至模穴中；在位于所述设定点之间的一或多个时间间隔下测定所述熔体压力曲线，其中所述一或多个时间间隔及所述设定点中的每一个通过时间分隔，且其中所述一或多个时间间隔中的每一个界定所述注射成型设备的期望熔体压力；及在所述一或多个时间间隔中的每一个下，基于由在所述一或多个时间间隔中的每一个下的所述熔体压力曲线所界定的所述期望熔体压力来控制所述注射成型设备；其中，对于至少两个紧邻设定点，位于所述设定点之间的所述一或多个时间间隔中的每一个下的所述期望熔体压力与处于所述至少两个紧邻设定点中的每一个处的所述期望熔体压力不同。2.根据权利要求1所述的方法，其中对于至少两个其它紧邻设定点，在所述一或多个时间间隔中的每一个下的所述期望熔体压力与处于所述至少两个其它紧邻设定点处的所述期望熔体压力实质上相同。3.根据权利要求1所述的方法，其中对于在所述一或多个时间间隔中的每一个下的所述期望熔体压力与处于所述至少两个紧邻设定点中的每一个处的所述期望熔体压力不同的所述至少两个紧邻设定点，所述熔体压力曲线为实质上线性的。4.根据权利要求2所述的方法，其中对于在所述一或多个时间间隔中的每一个下的所述期望熔体压力与处于所述至少两个其它紧邻设定点处的所述期望熔体压力实质上相同的所述至少两个其它紧邻设定点，所述熔体压力曲线为实质上线性的。5.根据权利要求1所述的方法，其中对于在所述一或多个时间间隔中的每一个下的所述期望熔体压力与处于所述至少两个紧邻设定点处的所述期望熔体压力不同的所述至少两个紧邻设定点，所述时间段为约10毫秒。6.根据权利要求5所述的方法，其中沿所述时间段的各时间间隔的取样约每毫秒进行一次。7.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述期望熔体压力控制所述注射成型设备进一步包括：接收来自压力传感器的实测熔体压力值，所述压力传感器与所述注射成型设备的热机筒相关联且经配置以量测所述热机筒的熔体压力；对所述热机筒的所述实测熔体压力与在所述一或多个时间间隔中的每一个下的所述期望熔体压力进行比较；及若所述实测熔体压力与在所述一或多个时间间隔中的每一个下的所述期望熔体压力之间存在偏差，则调整所述热机筒的所述实测熔体压力以使得所述实测熔体压力朝向所述期望熔体压力会聚。8.根据权利要求7所述的方法，其中调整所述热机筒的所述实测熔体压力包括控制安置于所述热机筒内部的往复式螺杆。9.根据权利要求8所述的方法，其中控制所述往复式螺杆包括控制与所述往复式螺杆相关联的液压阀。10.根据权利要求7所述的方法，其中调整所述热机筒的所述实测熔体压力包括控制安置于所述热机筒内部的柱塞。11.根据权利要求1所述的方法，其中测定所述熔体压力曲线包括对数据表进行取样，所述数据表界定在所述一或多个时间间隔中的每一个下的所述期望熔体压力。12.根据权利要求1所述的方法，其中测定所述熔体压力曲线包括使用算法计算在所述一或多个时间间隔中的每一个下的所述期望熔体压力。13.根据权利要求1所述的方法，对于至少两个紧邻设定点，多个时间间隔位于所述设定点之间，且在所述设定点之间的各时间间隔下的所述期望熔体压力与处于所述设定点之间的各紧邻时间间隔下的所述期望熔体压力不同。14.根据权利要求1所述的方法，对于至少两个紧邻设定点，多个时间间隔位于所述设定点之间，且在所述设定点之间的各个连续时间间隔下的所述期望熔体压力与处于所述设定点之间的各紧邻时间间隔下的所述期望熔体压力不同。15.根据权利要求1所述的方法，对于所述熔体压力曲线的所述设定点中的每一个，多个时间间隔位于所述设定点之间，且在所述设定点之间的各时间间隔下的所述期望熔体压力与处于所述设定点之间的各紧邻时间间隔下的所述期望熔体压力不同。16.一种建立注射成型设备的熔体压力曲线的方法，所述方法包括：指定多个设定点，所述设定点各自界定所述注射成型设备的期望熔体压力，各设定点通过界定注射成型工艺的至少一部分的时间段与其它设定点分隔，在所述时间段期间，热塑性材料注射至模穴中；在所述设定点中的每一个之间指定一或多个期望熔体压力；及为所述熔体压力曲线指定一或多个取样时间间隔，其中所述取样时间间隔通过时间分隔；其中，对于至少两个紧邻设定点，位于所述设定点之间的所述一或多个取样时间间隔中的每一个下的所述期望熔体压力与处于所述至少两个紧邻设定点处的所述期望熔体压力不同。17.根据权利要求16所述的方法，其中对于至少两个其它紧邻设定点，在所述一或多个取样时间间隔中的每一个下的所述期望...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·M·艾尔托宁，B·M·伯恩斯，
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