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大環(huán)境下注塑控制的應(yīng)用范圍
來源:貝智特網(wǎng)絡(luò)德標(biāo)機(jī)械
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作者:pro7850b0
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發(fā)布時(shí)間: 2014-04-25
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該控制系統(tǒng)為注塑機(jī)提供連續(xù)的填充，壓實(shí)，保持，治療和開模時(shí)間。沖頭位置和模具的壓力是在預(yù)定的時(shí)間分別監(jiān)視的成??型周期已經(jīng)開始之后。如果RAM的位置是出公差，填充壓力調(diào)整到補(bǔ)償?shù)钠睢Ｈ绻＞叩膲毫κ浅龉?，壓縮壓力被調(diào)節(jié)，以補(bǔ)償模具壓力
在液態(tài)硅膠注塑機(jī)領(lǐng)域 熱塑性材料的注射成型最好是產(chǎn)生均勻的形狀，大小，重量，強(qiáng)度和外觀的部分。這些特征是部分地依賴于材料和模具的設(shè)計(jì)的特性，但它們也行使在成型操作的控制的結(jié)果。這樣的特性是依賴于材料，流動(dòng)塑化的材料的速率進(jìn)入模具和材料在模具中的密度的temperataure。
必須保持在塑化的材料的溫度，或融化，注入到模具的工作范圍之內(nèi)。流的增塑材料進(jìn)入模具的速率決定了在模具中的流動(dòng)模式，以及如何在模具填充和該材料的分子的方向。流的速率取決于熔融并施加給它的壓力的粘度，粘度，反過來，被與溫度成反比關(guān)系。該材料在模具中的濃度依賴于模具的完整填充，熔體在模具和壓力的粘度適用于它。
有壓力，體積和表達(dá)的斯賓塞和吉爾摩方程增塑材料的溫度之間的基本關(guān)系：
（P +π）（V - ω）= RT
其中
P =塑料壓力
ν=膠量
T =塑料溫度
π=常數(shù)塑料
ω=常數(shù)塑料
R =常數(shù)塑料
可以看出，在任何變量的改變將導(dǎo)致在至少一個(gè)其它變量的變化，從而使操縱一個(gè)變量也可以采用以補(bǔ)償變化的另一個(gè)變量。
在成型周期的主噴射部，所述主噴射壓力供給到移動(dòng)壓頭已被基本上保持恒定。作為沖頭向前移動(dòng)，通過主噴射壓力壓頭移動(dòng)以基本恒定的速度，而熔體通過噴嘴注射到所述模腔，直至腔被基本上填滿，僅僅通過流動(dòng)熔體的流速被限制通過柵極，其速率取決于熔融粘度。后模腔已初步填充，活塞繼續(xù)向前移動(dòng)，但在一個(gè)大大減小速度，熔體被壓縮的腔中，直到所述模具壓力加壓力下降中的流動(dòng)通道等于由所施加的壓力公羊?qū)θ垠w，此時(shí)RAM的向前運(yùn)動(dòng)停止。模具壓力的上升緩慢，膠輥機(jī)械直至所述腔起初填滿，而熔體被壓縮，直到它等于由壓頭施加的壓力后，它迅速增加。
沒有任何控制，如果熔體的粘度增加了，作為響應(yīng)于在組合物中的變體中，上沖頭的相對(duì)的壓力將增加，熔體的流動(dòng)減慢到模腔中，因此減少了時(shí)間壓縮。熔體開始建立，只要它進(jìn)入模具。與慢流的熔體具有較長的時(shí)間來建立型腔完全充滿之前，所以建立了壓實(shí)更大的阻力，其結(jié)果是，峰值模壓力低。最后，由于較低的峰值壓力的結(jié)果是，在隨后的部分會(huì)比以前更小更輕。如果熔體的粘度有所下降，空腔將填補(bǔ)更快，熔體不會(huì)建立盡可能多的空腔中填充之前，壓縮時(shí)間會(huì)越長，壓力峰值會(huì)更高，并且后續(xù)部分將更大更重。在成品部件的長度的變化是由于當(dāng)壓力去除以彈性，而在重量的變化是由于從在壓實(shí)的差異導(dǎo)致不同的密度。
許多不同的系統(tǒng)已使用了一些努力，提供最一致的結(jié)果以盡可能低的價(jià)格。當(dāng)手動(dòng)控制被采用，該產(chǎn)品的質(zhì)量依賴于經(jīng)驗(yàn)和操作者的技能。自動(dòng)控制器通常會(huì)產(chǎn)生更均勻的質(zhì)量在整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行，并從運(yùn)行運(yùn)行。一些自動(dòng)的控制是如此簡單，他們沒有產(chǎn)生令人滿意的結(jié)果，有的則是如此復(fù)雜，他們無法在經(jīng)濟(jì)上合理的。更好，更便宜的控制始終追捧。
一些自動(dòng)裝置已經(jīng)控制壓頭的速度，因?yàn)樗ㄟ^調(diào)整主噴射壓力噴射熔體進(jìn)入模腔。此補(bǔ)償，而模具被填充粘度變化，但經(jīng)調(diào)整的壓力也采用壓縮的材料在模具中。如果熔體粘度的增加，初級(jí)壓力被向上調(diào)整，以補(bǔ)償所產(chǎn)生的流量減少。這通常會(huì)產(chǎn)生更致密，更重和更份比無控制。相反，如果熔體粘度減小，主壓力調(diào)節(jié)向下通常產(chǎn)生比不使用該控制密度較小，重量更輕和更短的部分。鄂州德標(biāo)機(jī)械有限公司控制只完全依賴RAM的速度往往會(huì)過度補(bǔ)償粘度變化。
其他自動(dòng)裝置已經(jīng)控制在填充模腔中的壓力通過調(diào)節(jié)主噴射壓力，但經(jīng)調(diào)整壓力也采用在下列模塑周期，以材料注入到模具中。在模具中的壓力在預(yù)定的時(shí)間在主噴射循環(huán)的增加表明在熔體粘度下降，而在模具中壓力的降低表明增加熔體粘度。如果熔體粘度的增加，在模具的壓力會(huì)降低，因此需要主噴射壓力的一種代償性上調(diào)，并且通常導(dǎo)致生產(chǎn)的較短和較輕的部分比沒有控制。相反，如果熔體粘度下降，模具的壓力會(huì)增加，因此需要主噴射壓力的向下調(diào)整，并且通常導(dǎo)致生產(chǎn)的更長和更重的部件。模具壓力控制從而趨向于欠補(bǔ)償粘度變化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于自動(dòng)地控制的注塑成型機(jī)通過一個(gè)相對(duì)簡單和廉價(jià)的方法，以穩(wěn)定地產(chǎn)生令人滿意的均勻質(zhì)量的模制件。它把主要的注射周期分為兩個(gè)階段 - 填充期和壓實(shí)時(shí)期。它監(jiān)視在主噴射循環(huán)開始后的預(yù)定時(shí)間沖頭位置和而模具型腔被填滿，作為熔體流入型腔的粘度的指示。如果所感測的位置從預(yù)定的設(shè)置點(diǎn)偏離，硅膠注射壓力施加在填充期間，以下簡稱為填充壓力，被調(diào)整以補(bǔ)償粘度差移動(dòng)柱塞。在主噴射循環(huán)開始后過了第二預(yù)定時(shí)間在模腔被充滿，但在此之前在模具的壓力顯著減小時(shí)，它監(jiān)視模壓力在模腔中的塑化的材料的密度的指示。如果感測到的模具壓力從預(yù)定的一組點(diǎn)偏離，注射壓力施加在壓實(shí)期間，以下簡稱為壓實(shí)壓力，被調(diào)整，以補(bǔ)償在密度差移動(dòng)柱塞。
附圖的簡要說明
圖。圖1是一個(gè)主噴射壓力控制系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的結(jié)合的注塑機(jī)和用于提供噴射壓力的液壓控制回路的示意圖的框圖。
圖。圖2是在一個(gè)典型的現(xiàn)有技術(shù)的注射模制周期時(shí)間繪制的沖頭位置的曲線圖。
圖。圖3是模具的壓力在一個(gè)典型的現(xiàn)有技術(shù)的注射模制周期對(duì)時(shí)間作圖的曲線圖。
圖。圖4是其設(shè)定值限值對(duì)時(shí)間作圖，根據(jù)本發(fā)明的沖頭位置和模具的壓力的曲線圖。
具體實(shí)施方式之
圖。圖1示出一個(gè)典型的注塑機(jī)，用來提供噴射壓力和該部分的自動(dòng)控制為此根據(jù)本發(fā)明的鍛煉主噴射循環(huán)控制的液壓控制回路。成型機(jī)10包括具有空腔12在其中接收一個(gè)塑化熔融材料的模具11。顆粒成型材料13由從料斗14重力進(jìn)料到擠出機(jī)筒15，一種組合螺釘和壓頭16是可旋轉(zhuǎn)的中筒由電機(jī)17通過剪切和加工它，從而產(chǎn)生熱塑化成型材料。一個(gè)液壓注塑缸18在槍管的后端有一個(gè)活塞19在其中可移動(dòng)的液壓壓力來移動(dòng)的柱塞16的縱向中的桶。當(dāng)活塞向前移動(dòng)時(shí)通過活塞，增塑成型材料，或融化，注入到模腔12通過噴嘴20。常規(guī)機(jī)定時(shí)器22，23，24和25控制的主噴射，副噴射，固化和模開放的順序。該定時(shí)器是由從機(jī)器10的模具鎖止信號(hào)觸發(fā)。我們關(guān)注單獨(dú)與主噴射時(shí)期。
連續(xù)運(yùn)行的泵26提供了從一個(gè)貯液槽28的液壓流體27通過流量限制閥29向缸18的后面活塞19，從而使活塞前進(jìn)。由泵輸送的流體是在相對(duì)高的壓力，這是由一個(gè)常開的電動(dòng)液壓壓力釋放閥30調(diào)節(jié)，控制返回的加壓流體，以眾所周知的方式貯槽的。
一種位置傳感器，顯示作為一個(gè)電位器31，被連接到推桿16，以提供一個(gè)位置信號(hào)以響應(yīng)閘板位置。大多數(shù)成形機(jī)具有一個(gè)位置指示器，以該電位器32可以被連接。一種模具的壓力傳感器33，如應(yīng)變儀，位于與模腔12連通，以提供一個(gè)信號(hào)以響應(yīng)模具的壓力。模具壓力可以被檢測到在模腔12中，在柵極12A，或在澆道和澆口系統(tǒng)。如圖所示，模具的壓力是通過一個(gè)虛擬的頂銷34傳遞到壓力傳感器33。
一種位置比較器35連接到從位置傳感器31，從一個(gè)位置取樣計(jì)時(shí)器37的可調(diào)沖頭位置的設(shè)定點(diǎn)36與位置取樣時(shí)間信號(hào)的預(yù)定常數(shù)設(shè)定值信號(hào)接收可變活塞位置信號(hào)，該比較器提供一個(gè)沖頭位置偏差信號(hào)作為對(duì)應(yīng)于該偏差的方向在位置采樣定時(shí)器在預(yù)定的時(shí)間提供其信號(hào)接收到模具鎖止信號(hào)經(jīng)過一個(gè)極性的，并從給定位置的感測到的沖頭位置的偏差的函數(shù)，并且而在空腔12中填充的熔融物。間奏壓力控制38款項(xiàng)公羊位置偏差信號(hào)和填充壓力參考信號(hào)從補(bǔ)壓參考39提供的填充壓力控制信號(hào)。
壓力比較器40被連接到從壓力傳感器33中，從一個(gè)可調(diào)模具壓力setpont 41一個(gè)預(yù)定的恒定壓力設(shè)定值信號(hào)和來自壓力取樣計(jì)時(shí)器42的壓力下的采樣時(shí)間信號(hào)接收可變模壓力信號(hào)，該壓力比較器提供一個(gè)模具壓力偏差信號(hào)作為對(duì)應(yīng)于該偏差的方向的極性，并從給定的壓力感測到的模具壓力的偏差的函數(shù)。壓力采樣定時(shí)器在預(yù)定的時(shí)間提供其信號(hào)接收到的模具鎖定信號(hào)后，從機(jī)10和12已經(jīng)充滿了熔體中的空腔之后，但在模具中的壓力之前顯著降低。壓實(shí)壓力控制43款項(xiàng)模具壓力偏差信號(hào)和壓制壓力參考信號(hào)的壓制壓力參考44提供壓縮壓力信號(hào)。
的方法，計(jì)時(shí)器45在主噴射期間通過從主噴射定時(shí)器22接收到的信號(hào)被激勵(lì)。它分割主噴射時(shí)期進(jìn)入填充周期和壓實(shí)時(shí)間。在填充期間它提供的填充壓力信號(hào)可編程電源46，并在壓實(shí)期間，它提供了壓制壓力信號(hào)，可編程電源。可編程電源提供的閥控制信號(hào)以響應(yīng)所接收的填充和壓實(shí)壓力信號(hào)提供給電動(dòng)液壓壓力釋放閥30，以控制在所述主噴射期間提供給液壓缸18的液壓壓力，由此來獨(dú)立地調(diào)節(jié)上的注射壓力在主噴射期間根據(jù)需要產(chǎn)生所需的壓頭位置和模具的壓力在各自的預(yù)定時(shí)間的填充和壓實(shí)部分增塑材料。
圖。在沖頭位置和與時(shí)間模壓力在一個(gè)典型的注射模制周期，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)2和3顯示的變化。零時(shí)間由當(dāng)模具的兩半被夾緊在一起，并在空腔的狀態(tài)的接收熔融提供模子鎖止信號(hào)來確定。關(guān)于時(shí)間的主壓力是由主噴射定時(shí)器22，通過二次注入計(jì)時(shí)器23，固化時(shí)間由固化計(jì)時(shí)器24和開模時(shí)通過模具打開計(jì)時(shí)器25上時(shí)的二次壓確定。
在時(shí)間上的原生壓力的預(yù)定高水壓通過壓力釋放閥30調(diào)節(jié)被輸送到氣缸18，移動(dòng)活塞19和連接頭16前進(jìn)，從而通過噴嘴20進(jìn)入腔12從擠壓套管15注入熔融的時(shí)間設(shè)置足夠長的時(shí)間，以使熔體在模腔的模腔和壓實(shí)的完全填充。它通常被設(shè)置為允許模壓力達(dá)到其最大值為熔融粘度的任何合理的變化?？梢钥闯鲈趫D 2是具有低熔融粘度的柱塞完成它的沖程填充模具型腔在比具有高熔融粘度的時(shí)間更少。圖。圖3示出了具有低熔融粘度較高的模具的壓力比具有高熔體粘度獲得的。為了優(yōu)化生產(chǎn)時(shí)間上的主壓力，以及其它的循環(huán)時(shí)間，保持盡可能短。
在上一次的二次壓在圓筒18的液壓壓力通常是由壓力釋放閥30降低到預(yù)定的夾持壓力，以基本防止倒流的熔體。時(shí)間被設(shè)置為允許固化，或固化時(shí)，熔體中的柵極到這樣的程度，熔體不會(huì)流出來時(shí)的壓力去除模具。柱塞沒有在這段時(shí)間內(nèi)基本上移動(dòng)，但在模具presssure減小熔體下降的溫度和熔體在模腔開始固化。圖。圖2示出了基本穩(wěn)定的壓頭的位置，和圖 圖3示出了逐漸減小模具的壓力隨著時(shí)間的流逝。模具壓力曲線是相似的兩種熔體粘度，但由于主要是在峰值壓力差所抵消。理想情況下，模具的壓力應(yīng)該在這個(gè)時(shí)間作為高熔體粘度曲線不下降到零。
在固化時(shí)液壓從液壓缸18釋放，使得沖頭16被允許向后移動(dòng)，所有模具的壓力被除去。當(dāng)二次注射壓力被釋放時(shí)，電動(dòng)機(jī)17開始旋轉(zhuǎn)的壓頭16，通過剪切和加工成型材料13中，通過從料斗14重力流入擠出機(jī)筒15，當(dāng)柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)塑化。柱塞，作為一個(gè)螺釘，向前移動(dòng)的材料在料筒，建立在向后迫使柱塞到其初始位置向后筒的前端的壓力。這個(gè)向后的運(yùn)動(dòng)通常是由在汽缸18的預(yù)定背壓相對(duì)，當(dāng)它已經(jīng)移動(dòng)到初始位置的馬達(dá)17停止轉(zhuǎn)動(dòng)和塑化完成。固化時(shí)間超出了完成塑化的，直到熔體成型的模制在腔12中的一部分被固化足以從模具中取出時(shí)保持其形狀。
在開模時(shí)，模具被解鎖并打開，模制部件被去除。開模時(shí)間只要足夠長以允許這種移動(dòng)，之后將模子重新閉合并鎖定了，準(zhǔn)備好一個(gè)新的周期。
本發(fā)明涉及只在時(shí)間，它被分成稱為填充時(shí)間和壓縮兩個(gè)時(shí)間段的主要壓力，該部正在完成由程序計(jì)時(shí)器45，通過主噴射定時(shí)器22通電。在圖中所示的例子。2和3所示，填充時(shí)間可能通常取為3.5秒，與壓實(shí)時(shí)間占據(jù)了6秒的剩余部分。關(guān)于時(shí)間，或2.5秒一次壓..主噴射壓力被替換為填充和壓實(shí)時(shí)間分別在輸送到氣缸18獨(dú)立填充和壓實(shí)壓力。
當(dāng)模具12關(guān)閉和鎖定時(shí)，一個(gè)鎖定信號(hào)被從機(jī)器10傳送到主噴射定時(shí)器22，位置取樣計(jì)時(shí)器37和壓力取樣計(jì)時(shí)器42，開始計(jì)時(shí)。主噴射計(jì)時(shí)器立即通電過程計(jì)時(shí)器45，用填充壓力信號(hào)傳送到所述可編程電源46的電源提供的閥控制信號(hào)，響應(yīng)于所述填料的壓力信號(hào)，以電動(dòng)液壓溢流閥30，它部分地關(guān)閉時(shí)，限制返回的液壓流體27至油槽28，所以建立液壓壓力在氣缸18，在氣缸內(nèi)壓力的積聚是由流量限制閥29，壓力在氣缸減慢18移動(dòng)活塞19和所連接的推桿16向前，擠壓通過噴嘴20從熔融擠出機(jī)筒15和將其注入到模腔12。
作為沖頭向前移動(dòng)的聯(lián)接抽頭32前進(jìn)穿過電位器31從接地端向連接到電壓源V結(jié)束時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)位置信號(hào)正比于沖頭位置，該信號(hào)被輸送到位置比較器35，一個(gè)位置的設(shè)定點(diǎn)信號(hào)是從一個(gè)可調(diào)節(jié)位置的設(shè)定值供給裝置36的位置比較，設(shè)定點(diǎn)信號(hào)等于所述位置信號(hào)在所述沖頭的預(yù)定位置。在鎖止信號(hào)已被接收之后的預(yù)定時(shí)間，位置采樣時(shí)間37發(fā)送位置信號(hào)樣本到位置比較器35。如，當(dāng)接收到位置采樣信號(hào)時(shí)，存在的位置和位置設(shè)定值之間的差信號(hào)，一只公羊位置偏差信號(hào)傳遞到補(bǔ)壓控制38，補(bǔ)壓基準(zhǔn)裝置39提供了一個(gè)充氣壓力參考信號(hào)的填充壓力控制，其中總結(jié)了公羊位置偏差和補(bǔ)壓的參考信號(hào)，以提供填充壓力控制信號(hào)。沖頭位置偏差信號(hào)是這樣一個(gè)值，該值，當(dāng)加入到填充壓力基準(zhǔn)信號(hào)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)填充壓力控制信號(hào)，將修改的液壓壓力傳遞到氣缸18充分糾正的下一個(gè)在沖頭位置的偏差周期。填充壓力控制信號(hào)就變成為下一個(gè)周期的新的填充壓力的參考信號(hào)。初始填充壓力基準(zhǔn)信號(hào)被手動(dòng)設(shè)置，如由一個(gè)電位器，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)。
在腔12中的壓力感測由一個(gè)應(yīng)變儀或其它壓力傳感器33，它提供了一個(gè)正比模具壓力信號(hào)壓力比較器40。
裝置41向壓力比較器，設(shè)定點(diǎn)信號(hào)等于由期望被在后模鎖止一個(gè)預(yù)先確定的時(shí)間保持在預(yù)定的模具壓力所產(chǎn)生的模具壓力信號(hào)的模具壓力設(shè)定信號(hào)從可調(diào)結(jié)晶器的壓力設(shè)定點(diǎn)提供。在所述鎖止信號(hào)已經(jīng)被接收后預(yù)先設(shè)定的時(shí)間，壓力取樣計(jì)時(shí)器42發(fā)送一個(gè)壓力采樣信號(hào)到壓力比較器40。如，當(dāng)接收到的壓力信號(hào)樣本時(shí)，有在模具的壓力和模具之間的差壓力設(shè)定信號(hào)，壓力偏差信號(hào)被傳遞到壓實(shí)壓力控制43，一種壓實(shí)壓力基準(zhǔn)裝置44提供了一種壓實(shí)壓力參考信號(hào)，壓制壓力控制，該總結(jié)中的壓力差和壓實(shí)的參考信號(hào)，以提供壓縮壓力控制信號(hào)。初始?jí)簩?shí)壓力基準(zhǔn)信號(hào)被手動(dòng)設(shè)置，如由一個(gè)電位器，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)。此后，壓實(shí)壓力控制信號(hào)變?yōu)橛糜谙乱粋€(gè)循環(huán)的新的壓制壓力的參考信號(hào)。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，位置和模具的壓力設(shè)定點(diǎn)36，41覆蓋的范圍在由上，下限確定的值。比較器35，40，然后提供偏差的信號(hào)，只有當(dāng)換能器31，33提供上述最大值或低于最低限度的信號(hào)。如果該上限和下限重合，存在而是從其中偏差測量一個(gè)參考值。當(dāng)上限和下限被雇用，所產(chǎn)生的偏差信號(hào)，通常是預(yù)定的步驟，以使壓力調(diào)整在相應(yīng)預(yù)定增量向上和向下進(jìn)行。
圖。4顯示了填充和壓實(shí)壓力，位置和壓力限制之間的關(guān)系，因?yàn)樗鼈冞m用于圖低熔體粘度材料。2和3。填充于時(shí)間壓力設(shè)定結(jié)束時(shí)，模具的壓力開始更迅速，這標(biāo)志著熔體在模腔12的壓縮開始時(shí)建立起來的。RAM的基本線性的向前運(yùn)動(dòng)可以繼續(xù)后的填充壓力是通過壓實(shí)壓力由于相對(duì)少量的壓實(shí)最初發(fā)生的取代。位置限制設(shè)置在某一點(diǎn)沿，但preferrably的，位置曲線，而不管它們是否落在填充或壓實(shí)壓力倍內(nèi)的大致直線部的端部附近。壓力限制設(shè)置在某個(gè)時(shí)候開始?jí)簩?shí)后，但在模具的壓力才達(dá)到峰值后下降明顯。Preferrably壓力限制設(shè)置峰值模具附近壓力，不管他們是否屬于壓實(shí)或二次加壓的時(shí)間范圍內(nèi)。在圖 4的位置被限制在該位置的曲線的基本線性的部分的端部所示的壓制壓力的時(shí)間。壓力限制顯示在壓實(shí)時(shí)間結(jié)束時(shí)的峰值模壓力達(dá)到之前。在圖的曲線。4是相同的如在圖的低熔融粘度曲線。2和3，當(dāng)限制是在，或超出時(shí)，周期的端部在此期間，要被控制的壓力被施加時(shí)，校正，如有的話，將發(fā)生在下一個(gè)成形周期。有在控制液壓壓力，使活塞19從在電動(dòng)液壓溢流閥30與液壓延遲通過由流量調(diào)節(jié)閥29引入的限制性內(nèi)引入的限制性內(nèi)引入遇到機(jī)械延遲產(chǎn)生的應(yīng)用程序的一些滯后，這是主要的這樣的延遲，峰值模具壓力下降在時(shí)間的二次壓力的結(jié)果。
示出和描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，并不限定它是僅由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍。
必須保持在塑化的材料的溫度，或融化，注入到模具的工作范圍之內(nèi)。流的增塑材料進(jìn)入模具的速率決定了在模具中的流動(dòng)模式，以及如何在模具填充和該材料的分子的方向。流的速率取決于熔融并施加給它的壓力的粘度，粘度，反過來，被與溫度成反比關(guān)系。該材料在模具中的濃度依賴于模具的完整填充，熔體在模具和壓力的粘度適用于它。
有壓力，體積和表達(dá)的斯賓塞和吉爾摩方程增塑材料的溫度之間的基本關(guān)系：
（P +π）（V - ω）= RT
其中
P =塑料壓力
ν=膠量
T =塑料溫度
π=常數(shù)塑料
ω=常數(shù)塑料
R =常數(shù)塑料
可以看出，在任何變量的改變將導(dǎo)致在至少一個(gè)其它變量的變化，從而使操縱一個(gè)變量也可以采用以補(bǔ)償變化的另一個(gè)變量。
在成型周期的主噴射部，所述主噴射壓力供給到移動(dòng)壓頭已被基本上保持恒定。作為沖頭向前移動(dòng)，通過主噴射壓力壓頭移動(dòng)以基本恒定的速度，而熔體通過噴嘴注射到所述模腔，直至腔被基本上填滿，僅僅通過流動(dòng)熔體的流速被限制通過柵極，其速率取決于熔融粘度。后模腔已初步填充，活塞繼續(xù)向前移動(dòng)，但在一個(gè)大大減小速度，熔體被壓縮的腔中，直到所述模具壓力加壓力下降中的流動(dòng)通道等于由所施加的壓力公羊?qū)θ垠w，此時(shí)RAM的向前運(yùn)動(dòng)停止。模具壓力的上升緩慢，膠輥機(jī)械直至所述腔起初填滿，而熔體被壓縮，直到它等于由壓頭施加的壓力后，它迅速增加。
沒有任何控制，如果熔體的粘度增加了，作為響應(yīng)于在組合物中的變體中，上沖頭的相對(duì)的壓力將增加，熔體的流動(dòng)減慢到模腔中，因此減少了時(shí)間壓縮。熔體開始建立，只要它進(jìn)入模具。與慢流的熔體具有較長的時(shí)間來建立型腔完全充滿之前，所以建立了壓實(shí)更大的阻力，其結(jié)果是，峰值模壓力低。最后，由于較低的峰值壓力的結(jié)果是，在隨后的部分會(huì)比以前更小更輕。如果熔體的粘度有所下降，空腔將填補(bǔ)更快，熔體不會(huì)建立盡可能多的空腔中填充之前，壓縮時(shí)間會(huì)越長，壓力峰值會(huì)更高，并且后續(xù)部分將更大更重。在成品部件的長度的變化是由于當(dāng)壓力去除以彈性，而在重量的變化是由于從在壓實(shí)的差異導(dǎo)致不同的密度。
許多不同的系統(tǒng)已使用了一些努力，提供最一致的結(jié)果以盡可能低的價(jià)格。當(dāng)手動(dòng)控制被采用，該產(chǎn)品的質(zhì)量依賴于經(jīng)驗(yàn)和操作者的技能。自動(dòng)控制器通常會(huì)產(chǎn)生更均勻的質(zhì)量在整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行，并從運(yùn)行運(yùn)行。一些自動(dòng)的控制是如此簡單，他們沒有產(chǎn)生令人滿意的結(jié)果，有的則是如此復(fù)雜，他們無法在經(jīng)濟(jì)上合理的。更好，更便宜的控制始終追捧。
一些自動(dòng)裝置已經(jīng)控制壓頭的速度，因?yàn)樗ㄟ^調(diào)整主噴射壓力噴射熔體進(jìn)入模腔。此補(bǔ)償，而模具被填充粘度變化，但經(jīng)調(diào)整的壓力也采用壓縮的材料在模具中。如果熔體粘度的增加，初級(jí)壓力被向上調(diào)整，以補(bǔ)償所產(chǎn)生的流量減少。這通常會(huì)產(chǎn)生更致密，更重和更份比無控制。相反，如果熔體粘度減小，主壓力調(diào)節(jié)向下通常產(chǎn)生比不使用該控制密度較小，重量更輕和更短的部分。鄂州德標(biāo)機(jī)械有限公司控制只完全依賴RAM的速度往往會(huì)過度補(bǔ)償粘度變化。
其他自動(dòng)裝置已經(jīng)控制在填充模腔中的壓力通過調(diào)節(jié)主噴射壓力，但經(jīng)調(diào)整壓力也采用在下列模塑周期，以材料注入到模具中。在模具中的壓力在預(yù)定的時(shí)間在主噴射循環(huán)的增加表明在熔體粘度下降，而在模具中壓力的降低表明增加熔體粘度。如果熔體粘度的增加，在模具的壓力會(huì)降低，因此需要主噴射壓力的一種代償性上調(diào)，并且通常導(dǎo)致生產(chǎn)的較短和較輕的部分比沒有控制。相反，如果熔體粘度下降，模具的壓力會(huì)增加，因此需要主噴射壓力的向下調(diào)整，并且通常導(dǎo)致生產(chǎn)的更長和更重的部件。模具壓力控制從而趨向于欠補(bǔ)償粘度變化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于自動(dòng)地控制的注塑成型機(jī)通過一個(gè)相對(duì)簡單和廉價(jià)的方法，以穩(wěn)定地產(chǎn)生令人滿意的均勻質(zhì)量的模制件。它把主要的注射周期分為兩個(gè)階段 - 填充期和壓實(shí)時(shí)期。它監(jiān)視在主噴射循環(huán)開始后的預(yù)定時(shí)間沖頭位置和而模具型腔被填滿，作為熔體流入型腔的粘度的指示。如果所感測的位置從預(yù)定的設(shè)置點(diǎn)偏離，硅膠注射壓力施加在填充期間，以下簡稱為填充壓力，被調(diào)整以補(bǔ)償粘度差移動(dòng)柱塞。在主噴射循環(huán)開始后過了第二預(yù)定時(shí)間在模腔被充滿，但在此之前在模具的壓力顯著減小時(shí)，它監(jiān)視模壓力在模腔中的塑化的材料的密度的指示。如果感測到的模具壓力從預(yù)定的一組點(diǎn)偏離，注射壓力施加在壓實(shí)期間，以下簡稱為壓實(shí)壓力，被調(diào)整，以補(bǔ)償在密度差移動(dòng)柱塞。
附圖的簡要說明
圖。圖1是一個(gè)主噴射壓力控制系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的結(jié)合的注塑機(jī)和用于提供噴射壓力的液壓控制回路的示意圖的框圖。
圖。圖2是在一個(gè)典型的現(xiàn)有技術(shù)的注射模制周期時(shí)間繪制的沖頭位置的曲線圖。
圖。圖3是模具的壓力在一個(gè)典型的現(xiàn)有技術(shù)的注射模制周期對(duì)時(shí)間作圖的曲線圖。
圖。圖4是其設(shè)定值限值對(duì)時(shí)間作圖，根據(jù)本發(fā)明的沖頭位置和模具的壓力的曲線圖。
具體實(shí)施方式之
圖。圖1示出一個(gè)典型的注塑機(jī)，用來提供噴射壓力和該部分的自動(dòng)控制為此根據(jù)本發(fā)明的鍛煉主噴射循環(huán)控制的液壓控制回路。成型機(jī)10包括具有空腔12在其中接收一個(gè)塑化熔融材料的模具11。顆粒成型材料13由從料斗14重力進(jìn)料到擠出機(jī)筒15，一種組合螺釘和壓頭16是可旋轉(zhuǎn)的中筒由電機(jī)17通過剪切和加工它，從而產(chǎn)生熱塑化成型材料。一個(gè)液壓注塑缸18在槍管的后端有一個(gè)活塞19在其中可移動(dòng)的液壓壓力來移動(dòng)的柱塞16的縱向中的桶。當(dāng)活塞向前移動(dòng)時(shí)通過活塞，增塑成型材料，或融化，注入到模腔12通過噴嘴20。常規(guī)機(jī)定時(shí)器22，23，24和25控制的主噴射，副噴射，固化和模開放的順序。該定時(shí)器是由從機(jī)器10的模具鎖止信號(hào)觸發(fā)。我們關(guān)注單獨(dú)與主噴射時(shí)期。
連續(xù)運(yùn)行的泵26提供了從一個(gè)貯液槽28的液壓流體27通過流量限制閥29向缸18的后面活塞19，從而使活塞前進(jìn)。由泵輸送的流體是在相對(duì)高的壓力，這是由一個(gè)常開的電動(dòng)液壓壓力釋放閥30調(diào)節(jié)，控制返回的加壓流體，以眾所周知的方式貯槽的。
一種位置傳感器，顯示作為一個(gè)電位器31，被連接到推桿16，以提供一個(gè)位置信號(hào)以響應(yīng)閘板位置。大多數(shù)成形機(jī)具有一個(gè)位置指示器，以該電位器32可以被連接。一種模具的壓力傳感器33，如應(yīng)變儀，位于與模腔12連通，以提供一個(gè)信號(hào)以響應(yīng)模具的壓力。模具壓力可以被檢測到在模腔12中，在柵極12A，或在澆道和澆口系統(tǒng)。如圖所示，模具的壓力是通過一個(gè)虛擬的頂銷34傳遞到壓力傳感器33。
一種位置比較器35連接到從位置傳感器31，從一個(gè)位置取樣計(jì)時(shí)器37的可調(diào)沖頭位置的設(shè)定點(diǎn)36與位置取樣時(shí)間信號(hào)的預(yù)定常數(shù)設(shè)定值信號(hào)接收可變活塞位置信號(hào)，該比較器提供一個(gè)沖頭位置偏差信號(hào)作為對(duì)應(yīng)于該偏差的方向在位置采樣定時(shí)器在預(yù)定的時(shí)間提供其信號(hào)接收到模具鎖止信號(hào)經(jīng)過一個(gè)極性的，并從給定位置的感測到的沖頭位置的偏差的函數(shù)，并且而在空腔12中填充的熔融物。間奏壓力控制38款項(xiàng)公羊位置偏差信號(hào)和填充壓力參考信號(hào)從補(bǔ)壓參考39提供的填充壓力控制信號(hào)。
壓力比較器40被連接到從壓力傳感器33中，從一個(gè)可調(diào)模具壓力setpont 41一個(gè)預(yù)定的恒定壓力設(shè)定值信號(hào)和來自壓力取樣計(jì)時(shí)器42的壓力下的采樣時(shí)間信號(hào)接收可變模壓力信號(hào)，該壓力比較器提供一個(gè)模具壓力偏差信號(hào)作為對(duì)應(yīng)于該偏差的方向的極性，并從給定的壓力感測到的模具壓力的偏差的函數(shù)。壓力采樣定時(shí)器在預(yù)定的時(shí)間提供其信號(hào)接收到的模具鎖定信號(hào)后，從機(jī)10和12已經(jīng)充滿了熔體中的空腔之后，但在模具中的壓力之前顯著降低。壓實(shí)壓力控制43款項(xiàng)模具壓力偏差信號(hào)和壓制壓力參考信號(hào)的壓制壓力參考44提供壓縮壓力信號(hào)。
的方法，計(jì)時(shí)器45在主噴射期間通過從主噴射定時(shí)器22接收到的信號(hào)被激勵(lì)。它分割主噴射時(shí)期進(jìn)入填充周期和壓實(shí)時(shí)間。在填充期間它提供的填充壓力信號(hào)可編程電源46，并在壓實(shí)期間，它提供了壓制壓力信號(hào)，可編程電源。可編程電源提供的閥控制信號(hào)以響應(yīng)所接收的填充和壓實(shí)壓力信號(hào)提供給電動(dòng)液壓壓力釋放閥30，以控制在所述主噴射期間提供給液壓缸18的液壓壓力，由此來獨(dú)立地調(diào)節(jié)上的注射壓力在主噴射期間根據(jù)需要產(chǎn)生所需的壓頭位置和模具的壓力在各自的預(yù)定時(shí)間的填充和壓實(shí)部分增塑材料。
圖。在沖頭位置和與時(shí)間模壓力在一個(gè)典型的注射模制周期，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)2和3顯示的變化。零時(shí)間由當(dāng)模具的兩半被夾緊在一起，并在空腔的狀態(tài)的接收熔融提供模子鎖止信號(hào)來確定。關(guān)于時(shí)間的主壓力是由主噴射定時(shí)器22，通過二次注入計(jì)時(shí)器23，固化時(shí)間由固化計(jì)時(shí)器24和開模時(shí)通過模具打開計(jì)時(shí)器25上時(shí)的二次壓確定。
在時(shí)間上的原生壓力的預(yù)定高水壓通過壓力釋放閥30調(diào)節(jié)被輸送到氣缸18，移動(dòng)活塞19和連接頭16前進(jìn)，從而通過噴嘴20進(jìn)入腔12從擠壓套管15注入熔融的時(shí)間設(shè)置足夠長的時(shí)間，以使熔體在模腔的模腔和壓實(shí)的完全填充。它通常被設(shè)置為允許模壓力達(dá)到其最大值為熔融粘度的任何合理的變化?？梢钥闯鲈趫D 2是具有低熔融粘度的柱塞完成它的沖程填充模具型腔在比具有高熔融粘度的時(shí)間更少。圖。圖3示出了具有低熔融粘度較高的模具的壓力比具有高熔體粘度獲得的。為了優(yōu)化生產(chǎn)時(shí)間上的主壓力，以及其它的循環(huán)時(shí)間，保持盡可能短。
在上一次的二次壓在圓筒18的液壓壓力通常是由壓力釋放閥30降低到預(yù)定的夾持壓力，以基本防止倒流的熔體。時(shí)間被設(shè)置為允許固化，或固化時(shí)，熔體中的柵極到這樣的程度，熔體不會(huì)流出來時(shí)的壓力去除模具。柱塞沒有在這段時(shí)間內(nèi)基本上移動(dòng)，但在模具presssure減小熔體下降的溫度和熔體在模腔開始固化。圖。圖2示出了基本穩(wěn)定的壓頭的位置，和圖 圖3示出了逐漸減小模具的壓力隨著時(shí)間的流逝。模具壓力曲線是相似的兩種熔體粘度，但由于主要是在峰值壓力差所抵消。理想情況下，模具的壓力應(yīng)該在這個(gè)時(shí)間作為高熔體粘度曲線不下降到零。
在固化時(shí)液壓從液壓缸18釋放，使得沖頭16被允許向后移動(dòng)，所有模具的壓力被除去。當(dāng)二次注射壓力被釋放時(shí)，電動(dòng)機(jī)17開始旋轉(zhuǎn)的壓頭16，通過剪切和加工成型材料13中，通過從料斗14重力流入擠出機(jī)筒15，當(dāng)柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)塑化。柱塞，作為一個(gè)螺釘，向前移動(dòng)的材料在料筒，建立在向后迫使柱塞到其初始位置向后筒的前端的壓力。這個(gè)向后的運(yùn)動(dòng)通常是由在汽缸18的預(yù)定背壓相對(duì)，當(dāng)它已經(jīng)移動(dòng)到初始位置的馬達(dá)17停止轉(zhuǎn)動(dòng)和塑化完成。固化時(shí)間超出了完成塑化的，直到熔體成型的模制在腔12中的一部分被固化足以從模具中取出時(shí)保持其形狀。
在開模時(shí)，模具被解鎖并打開，模制部件被去除。開模時(shí)間只要足夠長以允許這種移動(dòng)，之后將模子重新閉合并鎖定了，準(zhǔn)備好一個(gè)新的周期。
本發(fā)明涉及只在時(shí)間，它被分成稱為填充時(shí)間和壓縮兩個(gè)時(shí)間段的主要壓力，該部正在完成由程序計(jì)時(shí)器45，通過主噴射定時(shí)器22通電。在圖中所示的例子。2和3所示，填充時(shí)間可能通常取為3.5秒，與壓實(shí)時(shí)間占據(jù)了6秒的剩余部分。關(guān)于時(shí)間，或2.5秒一次壓..主噴射壓力被替換為填充和壓實(shí)時(shí)間分別在輸送到氣缸18獨(dú)立填充和壓實(shí)壓力。
當(dāng)模具12關(guān)閉和鎖定時(shí)，一個(gè)鎖定信號(hào)被從機(jī)器10傳送到主噴射定時(shí)器22，位置取樣計(jì)時(shí)器37和壓力取樣計(jì)時(shí)器42，開始計(jì)時(shí)。主噴射計(jì)時(shí)器立即通電過程計(jì)時(shí)器45，用填充壓力信號(hào)傳送到所述可編程電源46的電源提供的閥控制信號(hào)，響應(yīng)于所述填料的壓力信號(hào)，以電動(dòng)液壓溢流閥30，它部分地關(guān)閉時(shí)，限制返回的液壓流體27至油槽28，所以建立液壓壓力在氣缸18，在氣缸內(nèi)壓力的積聚是由流量限制閥29，壓力在氣缸減慢18移動(dòng)活塞19和所連接的推桿16向前，擠壓通過噴嘴20從熔融擠出機(jī)筒15和將其注入到模腔12。
作為沖頭向前移動(dòng)的聯(lián)接抽頭32前進(jìn)穿過電位器31從接地端向連接到電壓源V結(jié)束時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)位置信號(hào)正比于沖頭位置，該信號(hào)被輸送到位置比較器35，一個(gè)位置的設(shè)定點(diǎn)信號(hào)是從一個(gè)可調(diào)節(jié)位置的設(shè)定值供給裝置36的位置比較，設(shè)定點(diǎn)信號(hào)等于所述位置信號(hào)在所述沖頭的預(yù)定位置。在鎖止信號(hào)已被接收之后的預(yù)定時(shí)間，位置采樣時(shí)間37發(fā)送位置信號(hào)樣本到位置比較器35。如，當(dāng)接收到位置采樣信號(hào)時(shí)，存在的位置和位置設(shè)定值之間的差信號(hào)，一只公羊位置偏差信號(hào)傳遞到補(bǔ)壓控制38，補(bǔ)壓基準(zhǔn)裝置39提供了一個(gè)充氣壓力參考信號(hào)的填充壓力控制，其中總結(jié)了公羊位置偏差和補(bǔ)壓的參考信號(hào)，以提供填充壓力控制信號(hào)。沖頭位置偏差信號(hào)是這樣一個(gè)值，該值，當(dāng)加入到填充壓力基準(zhǔn)信號(hào)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)填充壓力控制信號(hào)，將修改的液壓壓力傳遞到氣缸18充分糾正的下一個(gè)在沖頭位置的偏差周期。填充壓力控制信號(hào)就變成為下一個(gè)周期的新的填充壓力的參考信號(hào)。初始填充壓力基準(zhǔn)信號(hào)被手動(dòng)設(shè)置，如由一個(gè)電位器，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)。
在腔12中的壓力感測由一個(gè)應(yīng)變儀或其它壓力傳感器33，它提供了一個(gè)正比模具壓力信號(hào)壓力比較器40。
裝置41向壓力比較器，設(shè)定點(diǎn)信號(hào)等于由期望被在后模鎖止一個(gè)預(yù)先確定的時(shí)間保持在預(yù)定的模具壓力所產(chǎn)生的模具壓力信號(hào)的模具壓力設(shè)定信號(hào)從可調(diào)結(jié)晶器的壓力設(shè)定點(diǎn)提供。在所述鎖止信號(hào)已經(jīng)被接收后預(yù)先設(shè)定的時(shí)間，壓力取樣計(jì)時(shí)器42發(fā)送一個(gè)壓力采樣信號(hào)到壓力比較器40。如，當(dāng)接收到的壓力信號(hào)樣本時(shí)，有在模具的壓力和模具之間的差壓力設(shè)定信號(hào)，壓力偏差信號(hào)被傳遞到壓實(shí)壓力控制43，一種壓實(shí)壓力基準(zhǔn)裝置44提供了一種壓實(shí)壓力參考信號(hào)，壓制壓力控制，該總結(jié)中的壓力差和壓實(shí)的參考信號(hào)，以提供壓縮壓力控制信號(hào)。初始?jí)簩?shí)壓力基準(zhǔn)信號(hào)被手動(dòng)設(shè)置，如由一個(gè)電位器，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)。此后，壓實(shí)壓力控制信號(hào)變?yōu)橛糜谙乱粋€(gè)循環(huán)的新的壓制壓力的參考信號(hào)。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，位置和模具的壓力設(shè)定點(diǎn)36，41覆蓋的范圍在由上，下限確定的值。比較器35，40，然后提供偏差的信號(hào)，只有當(dāng)換能器31，33提供上述最大值或低于最低限度的信號(hào)。如果該上限和下限重合，存在而是從其中偏差測量一個(gè)參考值。當(dāng)上限和下限被雇用，所產(chǎn)生的偏差信號(hào)，通常是預(yù)定的步驟，以使壓力調(diào)整在相應(yīng)預(yù)定增量向上和向下進(jìn)行。
圖。4顯示了填充和壓實(shí)壓力，位置和壓力限制之間的關(guān)系，因?yàn)樗鼈冞m用于圖低熔體粘度材料。2和3。填充于時(shí)間壓力設(shè)定結(jié)束時(shí)，模具的壓力開始更迅速，這標(biāo)志著熔體在模腔12的壓縮開始時(shí)建立起來的。RAM的基本線性的向前運(yùn)動(dòng)可以繼續(xù)后的填充壓力是通過壓實(shí)壓力由于相對(duì)少量的壓實(shí)最初發(fā)生的取代。位置限制設(shè)置在某一點(diǎn)沿，但preferrably的，位置曲線，而不管它們是否落在填充或壓實(shí)壓力倍內(nèi)的大致直線部的端部附近。壓力限制設(shè)置在某個(gè)時(shí)候開始?jí)簩?shí)后，但在模具的壓力才達(dá)到峰值后下降明顯。Preferrably壓力限制設(shè)置峰值模具附近壓力，不管他們是否屬于壓實(shí)或二次加壓的時(shí)間范圍內(nèi)。在圖 4的位置被限制在該位置的曲線的基本線性的部分的端部所示的壓制壓力的時(shí)間。壓力限制顯示在壓實(shí)時(shí)間結(jié)束時(shí)的峰值模壓力達(dá)到之前。在圖的曲線。4是相同的如在圖的低熔融粘度曲線。2和3，當(dāng)限制是在，或超出時(shí)，周期的端部在此期間，要被控制的壓力被施加時(shí)，校正，如有的話，將發(fā)生在下一個(gè)成形周期。有在控制液壓壓力，使活塞19從在電動(dòng)液壓溢流閥30與液壓延遲通過由流量調(diào)節(jié)閥29引入的限制性內(nèi)引入的限制性內(nèi)引入遇到機(jī)械延遲產(chǎn)生的應(yīng)用程序的一些滯后，這是主要的這樣的延遲，峰值模具壓力下降在時(shí)間的二次壓力的結(jié)果。
示出和描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，并不限定它是僅由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍。
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