專利名稱：智能模制環(huán)境和控制施加合模力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來說涉及模具操作管理以及數(shù)據(jù)的累積和使用，以改進(jìn)短期和長期模具操作以及機(jī)器操作/協(xié)作的所有方面。更具體地說(但不排除其它)，本發(fā)明涉及通過閉合回路控制和使用所感測的或歷史存儲的合模力信息來控制合模力。
背景技術(shù)：
在模制操作中，無論這是在注射模制環(huán)境中還是在任何使用壓板和模具的類似系統(tǒng)中，模制部件質(zhì)量均受若干因素影響，所述因素包含系統(tǒng)設(shè)備的物理?xiàng)l件和配置，且也包含形成模制部件的處理?xiàng)l件。
對于需要基本上連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一年以上且在苛刻的操作條件(由于較大的溫度范圍和高閉合壓力而引起)下運(yùn)轉(zhuǎn)的模具，在模具驗(yàn)收和交貨之前，用戶通常要求在類似生產(chǎn)的環(huán)境中在操作上證明每個新的或經(jīng)整修的模具。在此驗(yàn)證期間，設(shè)置測試臺(由制造商界定以便確保有效的基準(zhǔn)點(diǎn)確定)，以獲得所述模具的標(biāo)稱最佳性能，即以最優(yōu)化模制部件質(zhì)量和生產(chǎn)率的方式。最優(yōu)化是通過過程參數(shù)控制而達(dá)成的，包含設(shè)定模腔填充和保持時(shí)間，這占用大量時(shí)間(即使對于熟練的測試技術(shù)員來說)。即使為特定模制部件的生產(chǎn)建立初始感知邊界條件(依據(jù)合適的注射輪廓)也需要很多經(jīng)驗(yàn)。
遺憾的是，測試臺很有可能在系統(tǒng)配置到模制機(jī)器(用戶最終會將模具定位在其中)中發(fā)生改變。因此，在所述測試臺上達(dá)成的最優(yōu)化和設(shè)置很少(如果有的話)轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩魣鏊幱脩魴C(jī)器上的合適設(shè)置和生產(chǎn)最優(yōu)化。舉例來說，在注射模制機(jī)器的示范性情形下，測試臺可操作具有不同處理量、處理速度或螺旋直徑的不同塑化單元。另外，注射模制機(jī)器可包含或不包含噴嘴混合器，或所述噴嘴混合器可在測試臺與用戶機(jī)器之間有所不同。此外，至于累積，在射出缸中(或在往復(fù)螺旋系統(tǒng)前方)注射少量塑料熔化物之前，所述射出缸的體積會在測試臺與用戶機(jī)器之間有所變化。所有這些不同配置影響過程控制和最優(yōu)化。
影響設(shè)置和質(zhì)量的其它因素(但其更為選擇相關(guān)的，而并非依賴于系統(tǒng))包含樹脂密度、著色劑或添加劑的使用和是否按說明書操作所述機(jī)器的排氣系統(tǒng)。如將了解，著色劑和添加劑是用戶的選擇，且影響塑化作用并因此影響螺旋處理能力。關(guān)于排氣，每個模腔最初含有在材料注射期間必需從所述模腔清除的空氣。通過使用維護(hù)良好且清潔的機(jī)器，達(dá)成較高的填充速率，因?yàn)槟Ｇ坏呐艢饪谧畛鯖]有堵塞性顆粒物質(zhì)，尤其是PET灰塵和類似物。如果排氣系統(tǒng)被部分或完全堵塞，那么模腔壓力逐個模腔地增加，且在極端情況下，來自模腔的被清除的空氣產(chǎn)生模制物件中的空隙和重量不足的模制產(chǎn)品兩者。
轉(zhuǎn)向一些關(guān)于多模腔環(huán)境中預(yù)成型件生產(chǎn)的更特定方面，模腔和注射設(shè)置的填充速率對于預(yù)成型件質(zhì)量很關(guān)鍵。在這方面，將了解模腔填充經(jīng)受許多過程轉(zhuǎn)變點(diǎn)，尤其以從速度填充控制(其中柱塞在射出缸中的速度和位置很關(guān)鍵)到壓力控制(其中通過額外熔化材料的受控注射來解決預(yù)成型件收縮)的轉(zhuǎn)變?yōu)槔?。更具體地說，雖然注意到壁薄且重量相對輕(低于約五十克)的預(yù)成型件具有特別的填充控制問題，所述填充控制問題尤其與在預(yù)成型件的狹長壁部分與頸部之間的幾何形狀和厚度轉(zhuǎn)變相關(guān)聯(lián)，但是在收縮更顯著的較重預(yù)成型件中，轉(zhuǎn)變點(diǎn)對于預(yù)成型件幾何形狀尤為重要。實(shí)際上，在循環(huán)的壓力保持部分中，對于特定預(yù)成型件幾何形狀在規(guī)定的保持時(shí)間中通常存在多個減小壓力的轉(zhuǎn)變。因此，填充輪廓對循環(huán)時(shí)間具有全面影響。
如果不能恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置填充輪廓，那么可能在模制物件中發(fā)生視覺上明顯的缺陷。所得模制物件(尤其在瓶或容器的預(yù)成型件的情形下)通常具有充分受損的質(zhì)量而使得所述預(yù)成型件滯銷。另外，非最優(yōu)化系統(tǒng)直接影響總體生產(chǎn)率，且因此限制用戶最優(yōu)化其資本回收的能力。
同樣，在注射模制領(lǐng)域中且尤其相對于預(yù)成型件制造，隨著時(shí)間流逝，用戶將幾乎一直修改所述模具以生產(chǎn)不同組件。在堆疊組件方面，此類修改可僅需要替換模腔和澆口插入物，而頸部口徑(由頸環(huán)界定)保持不變。此形式的模型轉(zhuǎn)換因此將僅改變預(yù)成型件的重量，這是由于模腔的長度或預(yù)成型件的壁厚度(主要由模腔界定)的變化改變預(yù)成型件的幾何形狀。同樣，此類改變將需要重新配置機(jī)器設(shè)置，而重新配置需要時(shí)間和專業(yè)知識。
顯然，任何機(jī)器停機(jī)時(shí)間或次最佳性能對于生產(chǎn)者來說很耗成本且因此必需將其最小化。
在多模腔預(yù)成型件模具環(huán)境中，夾持力通常變化高達(dá)約～600噸，而對于較大應(yīng)用而言模制系統(tǒng)一般可需要并將合模力形成到幾千噸的閉合壓力。在整個模具和模具內(nèi)堆疊組件中均可見到這些閉合力，且當(dāng)熔化物被注射到模腔中時(shí)，形成所述閉合力以抵消模具中所見的注射壓力。如果在所述組件中存在任何未對準(zhǔn)，那么所施加的壓力足以引起模具過早磨損，所述磨損可導(dǎo)致組件故障，或更通常且初始地引起“溢料”。如將了解，“溢料”是塑料熔化物從模制系統(tǒng)的不良泄漏(通常由于非平行和未對準(zhǔn))。溢料加速組件磨損效應(yīng)，且不可避免地直接生產(chǎn)出不可用的模制部件。
到目前為止，雖然模制機(jī)器操作是處理器控制的(例如在EP-A-0990966中描述)，但整個系統(tǒng)已在有限閉合回路控制環(huán)境中操作，在所述環(huán)境中集中化的控制(在系統(tǒng)端的控制器處)利用從機(jī)器實(shí)時(shí)感測到的信號。舉例來說，位于模具內(nèi)的熱電偶向系統(tǒng)控制器提供溫度指示，所述系統(tǒng)控制器通過調(diào)整或補(bǔ)償模具熱澆道內(nèi)的加熱器輸出而作出反應(yīng)。此類系統(tǒng)在美國專利第6,529,796號中描述，所述專利還描述了使用查找表來提供遞增的步進(jìn)速率(以所述速率向每個加熱器施加功率)以反映所需的加熱曲線。此外，美國專利第6,529,796號描述使用位于固定到模具的殼體中的交互式過程管理器(或IPM)，所述IPM通過單一連接而連接到集中的通信和功率單元(含有計(jì)算機(jī)終端)。模具內(nèi)的傳感器耦合到IPM，所述IPM可將信號轉(zhuǎn)繼到所述通信和功能單元以用于總體系統(tǒng)管理控制，所述信號包含由于感測到的堆疊不嚙合而產(chǎn)生的警報(bào)信號。
熱澆道控制在US 6,421,577中具有描述，其中處理器位于通過分線箱耦合到模具側(cè)面的絕熱外殼中。所述處理器從模具內(nèi)的傳感器接收信號，且通過感測溫度、壓力和流量來控制模具組件(例如加熱器和閥組件)的操作。
美國專利第5,795,511號描述一種用于控制注射模制系統(tǒng)的方法和設(shè)備。模具的熱半模包含相關(guān)聯(lián)的分線箱，存儲特定關(guān)于所述熱半模和其熱控制的信息的非易失性存儲器位于所述分線箱中。更詳細(xì)地說，所述存儲器保存所述熱半模的最新溫度設(shè)定，稍后可檢索所述信息以供模具隨后使用。然而，總體系統(tǒng)控制器可仍然獨(dú)立于所述非易失性存儲器進(jìn)行操作(如果所述存儲器發(fā)生故障的話)。
美國專利第5,222,026號描述一種包含鍵盤的壓鑄機(jī)，操作員可通過所述鍵盤輸入模具類別。所述模具類別因此允許控制器存取相關(guān)聯(lián)的、預(yù)存儲的操作信息。還通過限制開關(guān)陣列和其相關(guān)觸點(diǎn)來涵蓋自動模具識別，所述開關(guān)和觸點(diǎn)分別位于模具背部和壓鑄機(jī)的界面上。僅僅通過在與所述界面接觸時(shí)被觸發(fā)的某些限制開關(guān)，產(chǎn)生對應(yīng)于插入模具的數(shù)字簽名。接著由系統(tǒng)控制器解譯所述簽名。當(dāng)然，如果所述觸點(diǎn)變得彎曲或破裂，那么在所述系統(tǒng)控制器處將解譯出錯誤信號且安裝錯誤的模具設(shè)置。
Lausenhammer等人的US 6,048,476描述一種用于防止模具中溢料的方法和系統(tǒng)。使用壓力傳感器來測量合模力施加機(jī)構(gòu)內(nèi)的實(shí)際壓力，其中控制器具備用以確定當(dāng)熔化材料被注射到模具中時(shí)所述模具是否接近被吹爆的邏輯。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種在使用中響應(yīng)于所感測的指示夾持閉合合模力的數(shù)據(jù)的模制機(jī)器控制器，所述機(jī)器控制器經(jīng)動態(tài)配置以調(diào)整所施加的夾持壓力，使其等于或優(yōu)選稍微超過注射壓力。
在本發(fā)明的另一方面中，提供一種操作模制機(jī)器的方法，所述方法包括感測注射壓力；動態(tài)改變所施加的合模力使其等于或優(yōu)選稍微超過所感測的注射壓力。
在本發(fā)明的再一方面中，提供一種注射模制機(jī)器，其包括夾持組合件，其適于在使用中支撐半模，所述半模在所施加的夾持壓力下通過操作所述夾持組合件而周期性合在一起；與所述夾持組合件相關(guān)聯(lián)的傳感器，所述傳感器經(jīng)配置以提供對所施加的合模力和注射壓力的感測指示；和響應(yīng)于所述傳感器的機(jī)器控制器，所述機(jī)器經(jīng)動態(tài)配置以調(diào)整所施加的夾持壓力使其等于或優(yōu)選稍微超過由傳感器感測到的注射壓力。
在本發(fā)明的又一方面中，提供模制機(jī)器控制器與相關(guān)聯(lián)存儲器的組合，用于模具中模制過程的注射壓力信息存儲在所述存儲器中，所述機(jī)器控制器經(jīng)配置以在使用中存取所述注射壓力信息以確定并控制將在模制過程期間施加到模具的所施加合模力的量。
本發(fā)明因此提供一種其中存在增加的操作控制的模制系統(tǒng)。此外，本發(fā)明用于限制所述系統(tǒng)且實(shí)際上所述系統(tǒng)中的所施加合模力的影響，借此促進(jìn)減少的組件磨損、較長期和較低能量消耗。舉例來說，通過歷史數(shù)據(jù)的累積，操作者或智能(受計(jì)算機(jī)控制的)系統(tǒng)可移向所施加合模力的最優(yōu)化曲線和/或所述系統(tǒng)的最大所施加合模力的極限。實(shí)際上，在一個實(shí)施例中，最大允許的所施加合模力可被預(yù)載到板上芯片中，借此機(jī)器控制器對所述板上芯片的詢問限制所述系統(tǒng)的最大合模力。
在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明還有利地(遠(yuǎn)程地或?qū)崟r(shí)地)核對可分析的歷史數(shù)據(jù)，以評定和/或修正模具和/或機(jī)器性能且/或協(xié)助模具/機(jī)器維護(hù)。此歷史存儲的信息可用于評定擔(dān)保索賠的合法性，且可用于開發(fā)改進(jìn)型系統(tǒng)和系統(tǒng)操作參數(shù)。


現(xiàn)將參考附圖來描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，在附圖中圖1展示可適于支持本發(fā)明概念的先前技術(shù)注射模制機(jī)器；圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的智能模制系統(tǒng)的示意圖；圖3提供圖2的優(yōu)選系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的典型界面的細(xì)節(jié)；圖4是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例可在圖2的人機(jī)界面(HMI)上展現(xiàn)的屏幕表示；和圖5是所施加合模力對時(shí)間的曲線圖表示，如在本發(fā)明的另一實(shí)施例中所利用。
具體實(shí)施例方式
圖1展示典型注射模制機(jī)器10，其可適于支持本發(fā)明的控制處理智能。如將了解，在每個注射循環(huán)期間，模制機(jī)器10生產(chǎn)若干個塑料部件，所述塑料部件對應(yīng)于由位于機(jī)器10內(nèi)的互補(bǔ)半模12、14所界定的一或多個模具模腔。通過使用機(jī)器控制器來達(dá)成對模制機(jī)器的總體操作控制，所述機(jī)器控制器可由具有分布式智能的結(jié)構(gòu)(即負(fù)責(zé)控制所述模制系統(tǒng)的個別部件的多個互連處理器)實(shí)現(xiàn)。所述機(jī)器控制器在操作上負(fù)責(zé)人機(jī)界面(圖2中展示)，所述人機(jī)界面允許圖形表示所述機(jī)器的現(xiàn)在或歷史狀態(tài)，以及通過觸摸屏、鍵盤、可讀取數(shù)據(jù)裝置(例如磁盤驅(qū)動器或CD-ROM)等輸入信息。
注射模制機(jī)器10包含(但不特定限于)模制結(jié)構(gòu)(例如固定壓板16和可移動壓板17)以及用于塑化和注射材料的注射單元18。在操作中，可借助于沖程氣缸(未圖示)或類似物而使可移動壓板17相對于固定壓板16移動。如將容易地理解，通過使用連接桿19、20和連接桿夾持機(jī)構(gòu)21，在所述機(jī)器中形成夾持力。夾持機(jī)構(gòu)21(通常)固定地附接到移動壓板17(通常通過使用螺栓)，而每個夾持機(jī)構(gòu)通常至少部分延伸到相應(yīng)孔22中，所述孔22在所述壓板的隅角處延伸穿過所述壓板。通常，連接桿19、20的懸空端23可相對于移動壓板自由移動，而另一遠(yuǎn)端錨定到固定壓板中。當(dāng)然，在某些系統(tǒng)中，可應(yīng)用相反的錨定方法。
返回參考圖1，一旦連接桿確實(shí)嚙合在其各自夾持活塞中，便可(通常)通過使用通常直接與所述夾持活塞相關(guān)聯(lián)的液壓系統(tǒng)來施加模具夾持力(即，閉合合模力)。如將了解，也可以不同方式產(chǎn)生合模力，包含使用鉸接夾配置。
半模12、14共同構(gòu)成通常具有一個或一個以上模具模腔24的模具，其中半模12、14每一者位于可移動壓板17和固定壓板16中的一者中。在鄰近固定壓板16和可移動壓板17處提供機(jī)械手29，以承載臂工具末端(EOAT)30，例如基于真空的取出盤32或類似物。在取出盤32針對預(yù)成型件的特別實(shí)現(xiàn)中，取出盤32含有若干個冷卻管34，其在數(shù)目上至少對應(yīng)于在每個注射循環(huán)中生產(chǎn)的預(yù)成型件(或模制產(chǎn)品)36的數(shù)目。
在使用中，在模具打開位置(如圖1所示)中，機(jī)械手29移動EOAT 30使其通常對準(zhǔn)所述模具的核心側(cè)，且接著等待直到通過剝離器盤38、致動器或提升桿或其功能均等物的操作而使模制物件(例如，預(yù)成型件36)從所述核心剝離或者噴射到EOAT 30中。
在圖2中示意性展示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。為清楚起見，已省略注射模制機(jī)器(包含其壓板，半模固定于所述壓板上)。模具由熱半模50和冷半模52形成。所述熱半模包含熔化物分布系統(tǒng)(例如熱澆道歧管54)，其通過合適的注道套筒56介接到注射單元。熱半模50包含一個或一個以上模腔58-60，所述模腔在使用中相應(yīng)地收納位于冷半模52上經(jīng)對準(zhǔn)的核心62-64。
熱半模50和冷半模52中的至少一者(如果不是兩者的話)優(yōu)選包含傳感器66-74。所述傳感器66-74可監(jiān)視壓力、溫度或與模具操作相關(guān)聯(lián)的其它可變參數(shù)，包含表示操作循環(huán)或堆疊未對準(zhǔn)的接觸。傳感器66-74可位于所述模具的特定盤內(nèi)的專用凹穴中?；蛘?，且如適當(dāng)，可在表面安裝傳感器(特別是與所施加合模力的測量相關(guān)聯(lián)的那些傳感器)。另外，傳感器66-74中的某些傳感器(尤其是，測量半?；蚱涮囟ńM件(包含堆疊組件和熱澆道54)內(nèi)的操作溫度所需要的那些傳感器)定位于接近或嵌入在需要進(jìn)行測量的組件中。
傳感器的數(shù)目僅受限于所述模具內(nèi)可用空間的量、使所述傳感器互連(即，用電線連在一起)的能力和被認(rèn)為是完成有效的信息收集或所述組件、半?；蚰＞叩牟僮骺刂扑匦璧膮?shù)測量的類型。
傳感器66-74和其物理連接對于所述操作環(huán)境具有彈性，且可解決在模制機(jī)器內(nèi)所經(jīng)歷的熱、壓力和振動的需求。在此方面，認(rèn)為用于汽車工業(yè)(出于引擎管理目的)的傳感器適于本發(fā)明中的應(yīng)用。此類傳感器是半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員容易知道的。
另外，熱半模50和冷半模52中的至少一者(且優(yōu)選為兩者)優(yōu)選包含至少一個存儲器裝置76、78以用于存儲信息。所述存儲器裝置可位于所述半模內(nèi)的凹穴中或所述模具側(cè)面上的模塊內(nèi)。像傳感器66-74一樣，所述存儲器裝置和其物理連接適于承受嚴(yán)酷的注射模制環(huán)境，且在此方面，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易了解，應(yīng)參考半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是汽車和引擎管理型應(yīng)用中所使用的那些技術(shù)。
每個半模中的存儲器裝置76、78最終響應(yīng)于機(jī)器控制器80，所述機(jī)器控制器80包含合適的控制邏輯和專用管理功能。在此方面，雖然控制智能可均等地分布在整個系統(tǒng)中，但是機(jī)器控制器80可使用局部微處理器82。
機(jī)器控制器80進(jìn)一步在操作上負(fù)責(zé)人機(jī)界面(HMI)84，所述人機(jī)界面84向操作者提供輸入信息(通過鍵盤、觸摸屏或可讀數(shù)據(jù)輸入裝置86(例如CD-ROM驅(qū)動器))和在合適的顯示器88上觀看/接收信息的能力。因此，可通過機(jī)器控制器80存取存儲在存儲器裝置76、78中的信息，且通過所述系統(tǒng)內(nèi)的總體控制智能進(jìn)一步控制將信息存儲(即，寫入)到存儲器裝置中。通過與機(jī)器控制器80合作，存儲器裝置76、78因此能夠累積從局部傳感器66-74或從其它感測源(例如，機(jī)器控制器)接收到的感測數(shù)據(jù)的歷史紀(jì)錄。
可使用數(shù)字或模擬信號域且使用串行的、多路復(fù)用的或并行的信息傳送機(jī)制通過場總線89或類似物將存儲器裝置76、78耦合到機(jī)器控制器80。同樣地，可采用無線技術(shù)(例如射頻(“RF”)技術(shù))來將存儲器裝置76、78鏈接到機(jī)器控制器80，如功能天線和RF塊90所表示。
可通過任何合適的非易失性存儲器存儲技術(shù)(包含P-TAG、Datakey和RS-485多點(diǎn)技術(shù))來實(shí)現(xiàn)所述存儲器裝置。在一個特定實(shí)施例中，可獨(dú)立于傳感器而使用并實(shí)施存儲器裝置76、78?？赏ㄟ^USB延長線連接和支持記憶棒與所述機(jī)器控制器之間的快速串行接口的USB快閃存儲器來實(shí)現(xiàn)存儲器結(jié)構(gòu)。因此，可通過熟練技術(shù)人員容易理解的任何恰當(dāng)技術(shù)(例如，以太網(wǎng))來達(dá)成對所述存儲器的遠(yuǎn)程或接口存取。
視情況，機(jī)器控制器80進(jìn)一步網(wǎng)絡(luò)連接到數(shù)據(jù)庫92，可通過調(diào)制解調(diào)器連接94到達(dá)所述數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫92可位于用戶場地且甚至位于分配給系統(tǒng)控制器的存儲器內(nèi)，或者可在遠(yuǎn)程位于場所外，例如位于機(jī)器供應(yīng)商處。數(shù)據(jù)庫92含有所供應(yīng)的機(jī)器和其相關(guān)聯(lián)(且優(yōu)選經(jīng)最優(yōu)化的)操作參數(shù)的列表，可將其選擇性地存取和下載到局部注射模制機(jī)器10的機(jī)器控制器80。也可用來自注射模制機(jī)器10的操作信息和所感測到的測量來周期性地更新所述數(shù)據(jù)庫，因此允許對注射模制機(jī)器10或其特定組件所經(jīng)歷或其中的操作條件進(jìn)行離線分析。
在一個實(shí)施例中，芯片上存儲器可僅包含網(wǎng)絡(luò)地址指針，其允許在線連接到設(shè)置參數(shù)的數(shù)據(jù)庫，所述參數(shù)(通過下載到所述機(jī)器控制器)建立用于機(jī)器操作的基線。
在優(yōu)選實(shí)施例中，因此將在熱半模50和冷半模52中的存儲器裝置76、78耦合在一起。類似地，至于在所述模具外部的輔助裝備(例如，機(jī)械手29或模制后冷卻裝置)，可視情況將此輔助裝備耦合到存儲器裝置76、78，以接收所存儲的關(guān)于組件設(shè)置或機(jī)器配置的信息(包含時(shí)序和位置/臂定位信息)，以實(shí)現(xiàn)特定部件的取出。通常，處于所述機(jī)械手處的獨(dú)立控制器96接收并解譯從存儲器裝置76、68接收的信息以控制所述輔助裝備的操作。當(dāng)然，機(jī)器控制器80可提供對輔助裝備的集中控制，只要通信路徑(例如共同總線結(jié)構(gòu))使存儲器裝置76、78與機(jī)器控制器和輔助裝備互連，如熟練技術(shù)人員將容易理解。在此方面，在存儲器裝置76與微處理器102之間也因此可存在TCP/IP鏈路(或其等效物)，雖然為清楚起見已從圖2中略去此直接且可選的連接。
在另一實(shí)施例中，視情況，熱澆道54包含可耦合到機(jī)器控制器80的存儲器芯片或RF標(biāo)記；將在適當(dāng)時(shí)候描述此存儲器芯片或RF標(biāo)記的功能。
簡要參考圖3，多個傳感器68-72個別地耦合到數(shù)據(jù)(收集)接口100，所述接口100提供到存儲器裝置76的通信路徑。對所述存儲器的存取由合適的控制器(例如通過數(shù)據(jù)接口100耦合到所述傳感器的微處理器102)控制。通常，對微處理器102的存取通過數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器104且視情況通過多路復(fù)用器106。如果所述微處理器在分布式控制系統(tǒng)中，那么數(shù)據(jù)接口100也提供到機(jī)器控制器80的信息耦合。
現(xiàn)轉(zhuǎn)向本發(fā)明的各種優(yōu)選結(jié)構(gòu)實(shí)施例的功能操作，可以多種方式完成圖2系統(tǒng)的功能控制和設(shè)置。
首先，機(jī)器控制器80可通過其HMI 84請求直接輸入某些信息。舉例來說，相對于模具設(shè)置，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例產(chǎn)生屏幕提示，所述屏幕提示請求關(guān)于待生產(chǎn)的模制部件的部件參數(shù)。
第二，機(jī)器中的控制邏輯用以尋找且(如果可用)詢問識別所述系統(tǒng)的子組件(例如模具、熱澆道和堆疊)的系統(tǒng)配置的模內(nèi)信息。在此情形中，應(yīng)將“模內(nèi)”信息理解為將相關(guān)組件的操作數(shù)據(jù)存儲在板上芯片中的機(jī)制的一般描述。同樣地，術(shù)語″模內(nèi)″關(guān)于識別標(biāo)記，其識別特定部件、模具或機(jī)器且其由機(jī)器控制器用來在含有關(guān)于不同部件、模具和/或機(jī)器的許多配置文件的數(shù)據(jù)庫(與機(jī)器控制器在一起或位于其遠(yuǎn)端)中檢索專用配置文件。
第三，所述機(jī)器控制器通過接收來自定位于戰(zhàn)略位置處的傳感器的感測信號而實(shí)時(shí)監(jiān)視所述機(jī)器的操作參數(shù)。在閉合回路配置中，所述系統(tǒng)控制器承擔(dān)對機(jī)器操作條件的動態(tài)調(diào)整。
為改進(jìn)模具設(shè)置，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例請求所需模制部件的各種物理參數(shù)的數(shù)據(jù)輸入。更具體地說，考慮預(yù)成型件的實(shí)例，用于HMI的(本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的)控制算法提示機(jī)器操作者輸入對于所述預(yù)成型件的特定區(qū)域的重量和厚度測量值。厚度測量值至少為最大厚度測量值。至于所述區(qū)域，可使用任何數(shù)目和粒度，但是優(yōu)選的是為獲得澆口區(qū)域、螺紋或頸區(qū)域和介于澆口與頸部之間的中間(大致為圓柱形)主體區(qū)域的重量和厚度測量?？梢员砀裥问捷斎氪诵畔?，或另外將其直接輸入到所述預(yù)成型件產(chǎn)生于顯示器88上的代表或簡化圖像上，如圖4所示。
視情況，用于HMI的控制算法另外請求關(guān)于澆口直徑(熔化物通過所述澆口注射到模腔中)、模制部件的總長度和預(yù)成型件的其它重要尺寸(例如螺紋的外徑)的信息。另外，優(yōu)選需要機(jī)器操作者輸入有限的相關(guān)過程的機(jī)器參數(shù)，包含射出缸活塞的直徑和模具中的模腔數(shù)目。雖然本發(fā)明的控制算法可應(yīng)用平均密度，但也優(yōu)選對于給定操作溫度和壓力獲得樹脂密度。同樣，可選擇將注射壓力的優(yōu)選操作標(biāo)準(zhǔn)輸入或下載到HMI中。通過對機(jī)器的一般和特定設(shè)置和配置的更多認(rèn)識，更好地放置控制算法和系統(tǒng)控制器以界定初始模具和機(jī)器設(shè)置點(diǎn)，從而使所述系統(tǒng)處于更近似于最佳或優(yōu)選操作狀態(tài)的初始操作狀態(tài)。
由于冷半模的冷卻效率受到其冷卻電路與樹脂溫度之間的溫度差異的影響，因而所述算法視情況也可補(bǔ)償變化的冷半模操作溫度，雖然冷卻電路溫度通常在約5℃與25℃之間的有限范圍內(nèi)，且因此當(dāng)在注射點(diǎn)的熔化樹脂的溫度的情形下考慮時(shí)具有最小的影響。
數(shù)據(jù)輸入可限于組件身份，如果此組件身份是由機(jī)器控制器用來獲得對特征化所述組件操作參數(shù)的查找表的存取。
已知上文經(jīng)識別的數(shù)據(jù)，控制算法在計(jì)算填充輪廓時(shí)，在各種區(qū)域(具有不同的厚度和幾何形狀)之間應(yīng)用加權(quán)因子，以補(bǔ)償在這些變化的區(qū)域幾何形狀中出現(xiàn)的不同冷卻和流量特征。更具體地說，本發(fā)明的一方面認(rèn)識到，有利的是在模制部件(例如，預(yù)成型件)內(nèi)具有最小的誘發(fā)性應(yīng)力且優(yōu)選地不具有誘發(fā)性應(yīng)力，且此外，存在來自模腔的恒定排氣。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明的一方面期望達(dá)成恒定的填充速率，其中在預(yù)成型件的每個區(qū)域幾何形狀中熔化物前沿(通過模腔行進(jìn))處于恒定的速度或流量。然而，在初始設(shè)置之后，為達(dá)成或確保恒定流量，可能仍必須進(jìn)一步改善一些處理參數(shù)(例如，熔化物溫度和注射活塞位置)以補(bǔ)償系統(tǒng)不平衡，但是本發(fā)明已減少了可能需要通過反復(fù)的修正過程解決的此類參數(shù)的數(shù)目和可能范圍。因此，本發(fā)明使模具在減少的時(shí)間內(nèi)移向最優(yōu)化設(shè)置，其中本發(fā)明利用由模具制造商所提供的指導(dǎo)來簡化并可能消除反復(fù)的改善過程。
所述算法(在機(jī)器控制器80內(nèi)操作)因此計(jì)算填充輪廓，所述填充輪廓至少在第一近似值上對應(yīng)于模具的最佳填充輪廓。現(xiàn)在應(yīng)了解，所述填充輪廓將包含用于以下各項(xiàng)的操作設(shè)定點(diǎn)i)注射速率轉(zhuǎn)變時(shí)間控制(當(dāng)由機(jī)器邏輯進(jìn)行速率到壓力控制時(shí))；ii)柱塞速度；和iii)何時(shí)會發(fā)生保持壓力的轉(zhuǎn)變。
所述控制算法優(yōu)選計(jì)算額外機(jī)器操作的設(shè)定點(diǎn)，包含擠壓機(jī)操作和冷卻功能(兩者均在模具和模制后中)。
在本發(fā)明的替代實(shí)施例中，并非使操作者通過HMI 84將數(shù)據(jù)輸入到機(jī)器控制器80中，而是將所述模具中的存儲器裝置(或在各個半模中的存儲器裝置)配置為將模具配置信息下載到機(jī)器控制器80。在此情形中，模具配置信息關(guān)于部件幾何形狀，且具體地說，關(guān)于所需模制部件的物理參數(shù)(如上文指示)。下載可以是自動的，且由模具安裝和加電進(jìn)行驅(qū)動，或由機(jī)器操作者的交互進(jìn)行提醒。在優(yōu)選實(shí)施例中，從載入到存儲器中的經(jīng)存儲的構(gòu)造圖式中直接獲取預(yù)成型件信息，所述機(jī)器控制器包含從根據(jù)特定模板生產(chǎn)的預(yù)成型件的電子構(gòu)造圖式中提取尺寸的宏指令。
一旦已完成下載，控制算法(在機(jī)器控制器中)便允許操作者修改某些操作條件，尤其是關(guān)于機(jī)器操作的，例如樹脂溫度設(shè)定、活塞速度和類似物。已知模腔數(shù)目(其可包含在保持于存儲器裝置中的存儲數(shù)據(jù)中或另外方面由機(jī)器操作者輸入)，所述算法便能夠計(jì)算并設(shè)定填充輪廓，且具體地說，計(jì)算并設(shè)定用于以下各項(xiàng)的操作設(shè)定點(diǎn)i)注射速率轉(zhuǎn)變時(shí)間控制(當(dāng)機(jī)器邏輯執(zhí)行速率到壓力控制時(shí))；ii)柱塞速度；和iii)何時(shí)會發(fā)生保持壓力的轉(zhuǎn)變。一旦計(jì)算得到，控制算法便將填充輪廓和操作設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行列表或另外展示在HMI 84的顯示器88上。
當(dāng)制造組件(存儲器裝置與其直接相關(guān)聯(lián))時(shí)，初始存儲已存儲在存儲器裝置中的信息。在例如冷半模、熱澆道歧管或堆疊配置的所述組件的整修或轉(zhuǎn)換的時(shí)刻，用包括部件參數(shù)的新技術(shù)數(shù)據(jù)更新所述存儲器。
另外，受可用存儲容量影響，存儲器裝置可包含用戶指令手冊和相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，其可由機(jī)器控制器選擇性存取以允許在HMI 84上顯示參考文獻(xiàn)。
一旦處于機(jī)器的操作環(huán)境中，控制算法便確保在機(jī)器控制器內(nèi)局部存儲存儲器中的數(shù)據(jù)備份。在斷電時(shí)，雖然并不必需，但優(yōu)選進(jìn)行模具與芯片之間的數(shù)據(jù)同步，所述同步優(yōu)選經(jīng)配置為不會覆寫用于隨后將描述的歷史評定目的的現(xiàn)有數(shù)據(jù)。
作為最低限度，存儲器裝置需要包含組件身份號碼，所述身份號碼允許機(jī)器控制器交叉參考組件身份號碼的數(shù)據(jù)庫以獲得技術(shù)上相關(guān)的配置信息。通過簡單地以身份號碼(或識別號碼的范圍)標(biāo)記所述組件，可在所述組件中限制存儲器的信息等級和復(fù)雜性。然而，以此方式的組件標(biāo)記需要用交叉參考具有部件參數(shù)的組件號碼的查找表來周期性地更新系統(tǒng)控制器；此可通過將信息選擇性下載到機(jī)器控制器(通過因特網(wǎng))或通過周期性發(fā)送給用戶的CD-ROM來完成。換句話說，組件(例如，模具)號碼提供辨識點(diǎn)，其可被交叉參考到可用于機(jī)器控制器的操作參數(shù)的數(shù)據(jù)庫中?；蛘?，機(jī)器控制器可經(jīng)配置以允許機(jī)器操作者直接存取含有組件和其操作特征的列表的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫，且接著下載相關(guān)操作參數(shù)以允許控制算法計(jì)算設(shè)置。
或者，存儲器裝置可取代例如電子或RF標(biāo)記的識別標(biāo)記，所述標(biāo)記可唯一地識別相關(guān)聯(lián)的組件。代替使用存儲器裝置，也可用含有可掃描到機(jī)器控制器中的條形碼帶來完成標(biāo)記。在最基礎(chǔ)的形式中，將組件部件號碼手動輸入到機(jī)器控制器中，借此將所述部件號碼交叉參考到機(jī)器控制器可存取的操作參數(shù)數(shù)據(jù)庫中。
當(dāng)對特定模具的機(jī)器設(shè)置作出任何修改時(shí)，此類修改存儲在與所述機(jī)器控制器相關(guān)聯(lián)的存儲器中。另外，通過使用模內(nèi)存儲器裝置，經(jīng)修正的且可能經(jīng)手動最優(yōu)化的機(jī)器設(shè)定存儲在位于模具組件或半模上或其中的存儲器裝置86中，從而允許機(jī)器設(shè)置配置在模具或半模移動時(shí)被傳送到不同的機(jī)器。
在所有情況下，不管是通過從模內(nèi)存儲器裝置下載還是通過操作者提示的數(shù)據(jù)輸入，所述控制算法執(zhí)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證且界限檢查以確保所接收的數(shù)據(jù)滿足對用于模制機(jī)器的控制算法和操作參數(shù)的信息要求。如果存在不一致性，或如果控制算法產(chǎn)生范圍外的誤差，那么通過來自HMI 84的感測警報(bào)來通知機(jī)器操作者。將信息下載到模內(nèi)存儲器裝置視情況需要具有以驗(yàn)證密碼形式的安全存取；此防止錯誤覆寫或惡意篡改所存儲的模制信息。
本發(fā)明也涵蓋基于相似機(jī)器的先前經(jīng)歷的機(jī)器設(shè)置；此需要使用查找表或直接輸入局部模制機(jī)器(新組件將安裝到其中)的操作參數(shù)和設(shè)備說明書。在將關(guān)于所述模具或組件的參數(shù)信息輸入到機(jī)器控制器中時(shí)，控制算法識別所推薦的機(jī)器設(shè)定(存儲在所述組件上的存儲器裝置中)與用戶的局部模制機(jī)器的操作能力之間的不一致性。通過使用通過HMI 84進(jìn)行的手動輸入或機(jī)器控制器可用的系統(tǒng)知識，控制算法識別引起操作偏差的配置差異(尤其在設(shè)置方面)，且提供用于基于類似系統(tǒng)的外推或設(shè)計(jì)的機(jī)器處理特征(在可存取的查找表或轉(zhuǎn)換計(jì)算中提供)的設(shè)置轉(zhuǎn)換的選項(xiàng)。
以更特定的實(shí)例來說明，將具有相關(guān)聯(lián)存儲器芯片(即，模內(nèi)存儲器)的新模具安裝到用戶機(jī)器中，所述芯片支持最優(yōu)化的操作過程設(shè)定數(shù)據(jù)和機(jī)器配置數(shù)據(jù)。通過根據(jù)用戶機(jī)器的配置而變化(例如，夾鉗尺寸和射出缸是不同的)的測試臺上配置的最優(yōu)化過程數(shù)據(jù)，控制算法使用基于用戶機(jī)器參數(shù)和特征的一組等式或查找數(shù)據(jù)將測試臺最優(yōu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用戶機(jī)器最優(yōu)化數(shù)據(jù)。因此將在用戶機(jī)器中新模具的填充輪廓和設(shè)定點(diǎn)控制修改為經(jīng)最優(yōu)化的設(shè)置(在第一近似值上)?；蛘?，控制算法可存取機(jī)器配置的數(shù)據(jù)庫，以識別最相似于用戶機(jī)器的較早配置。一旦已識別出類似機(jī)器，由用戶機(jī)器的控制算法進(jìn)行設(shè)置便基于較早的但類似的機(jī)器的機(jī)器設(shè)置。如果在測試臺設(shè)置與用戶機(jī)器之間存在基本的不兼容性(如由系統(tǒng)組件中的顯著變化所識別)，那么所述控制算法產(chǎn)生通過HMI 84而呈現(xiàn)的合適警報(bào)。
受可用存儲器存儲容量影響，模內(nèi)存儲器可視情況包含對服務(wù)歷史的存取，所述服務(wù)歷史包含特定針對模具或一般針對模具類型的維護(hù)記錄。
在完全經(jīng)感測的系統(tǒng)中，機(jī)器控制器80經(jīng)配置以通過信息同步交換來詢問各種系統(tǒng)組件，以了解哪些組件和哪些操作參數(shù)連接到所述系統(tǒng)。所述機(jī)器控制器因此選擇性存取與特定系統(tǒng)組件(例如冷半模、熱半?；蚨询B)永久相關(guān)聯(lián)的存儲器裝置，以獲得在其設(shè)置控制算法中用于后續(xù)計(jì)算目的的必需配置數(shù)據(jù)。
在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)中每個主要組件以電子方式加以標(biāo)記以允許系統(tǒng)控制器詢問系統(tǒng)內(nèi)所有組件來識別操作參數(shù)。如果機(jī)器控制器不能建立有效的數(shù)據(jù)驗(yàn)證或“同步交換”，那么機(jī)器控制器可默認(rèn)為手動設(shè)置配置。
在經(jīng)感測的系統(tǒng)中，隨著時(shí)間流逝，可通過監(jiān)視并記錄傳感器輸入而獲得其它益處。位于模制機(jī)器中或其上(尤其在模具或壓板中)的多個傳感器66-74累積被傳送或存儲在存儲器中的機(jī)器操作數(shù)據(jù)以用于后續(xù)的統(tǒng)計(jì)分析?？赏ㄟ^技術(shù)員經(jīng)由HMI獲得對存儲信息的存取，或另外通過將所存儲的歷史機(jī)器性能信息下載到場地外位置(例如，制造商的服務(wù)設(shè)施)，來作出所述分析。通過從多個機(jī)器或模具獲得歷史數(shù)據(jù)，機(jī)器制造能夠識別在其整個產(chǎn)品平臺上的性能趨勢，且能夠采取恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)改變，尤其以解決由于反復(fù)性問題引起的服務(wù)問題。
另外，如將容易理解，所感測的環(huán)境支持操作機(jī)器過程的閉合回路控制。
另外，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例使用傳感器66-74來監(jiān)視并支持記錄個別循環(huán)參數(shù)，例如a)模具(或特定模具組件)所執(zhí)行的循環(huán)數(shù)目；b)最大和平均所施加合模力；c)平均和最小循環(huán)時(shí)間；d)射出速度；e)半模和組件的各種部件(包含熔化物分布系統(tǒng)，例如澆道系統(tǒng))中所經(jīng)歷的平均、最大和最小溫度；和f)其它機(jī)器和模具事件，例如警報(bào)。
基于先前歷史，服務(wù)技術(shù)員能夠評估機(jī)器是否已在規(guī)格內(nèi)操作和機(jī)器在哪個時(shí)期操作。
所感測的循環(huán)信息存儲在與系統(tǒng)控制器80相關(guān)聯(lián)的存儲器中，優(yōu)選地通過用最新數(shù)據(jù)連續(xù)更新所計(jì)算的平均值和絕對測量值來存儲所述循環(huán)信息，從而限制存儲器的總大小。
由于傳感器監(jiān)視，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例具有經(jīng)配置以報(bào)告(在HMI處和遠(yuǎn)程服務(wù)中心處)組件的即將發(fā)生的或?qū)嶋H的故障的機(jī)器控制器。服務(wù)中心的服務(wù)技術(shù)員可用與可能的問題相關(guān)的信息即時(shí)對服務(wù)進(jìn)行調(diào)度，從而改進(jìn)對用戶的服務(wù)支持。
優(yōu)選地用所有新模具組件和相關(guān)操作參數(shù)定期更新集中數(shù)據(jù)庫(例如圖2的數(shù)據(jù)庫92)，以支持完全了解的技術(shù)平臺的發(fā)展。認(rèn)識到組件能力，可將增加的智能添加到模制機(jī)器的控制邏輯以利用所累積的歷史知識且通過提供(系統(tǒng)控制器的)遠(yuǎn)程系統(tǒng)控制和過程再最優(yōu)化來最優(yōu)化組件性能。
通過可寫入的存儲器裝置，可視情況將機(jī)器控制器配置為將機(jī)器號碼寫入到存儲器裝置中以提供模制移動的歷史蹤跡。為確保數(shù)據(jù)保持更新，機(jī)器控制器進(jìn)一步經(jīng)配置為在機(jī)器設(shè)置或模具安裝到壓板中時(shí)對用戶進(jìn)行提示，借此將某些信息輸入到控制器中并將其下載到與模具組件(例如，冷半?；驘釢驳阑驒C(jī)械手)相關(guān)聯(lián)的存儲器。
為解決組件非兼容性(以及在模具設(shè)計(jì)中知識產(chǎn)權(quán)的可能偽造和剽竊)的可能問題，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例使機(jī)器控制器與位于模具的熱半模50和冷半模52兩者中的存儲器芯片合作。在沒有接收到建立組件兼容性和來源的驗(yàn)證碼的情況下，完全禁止模具操作或限制到基本的功能，例如以確保不存在模具/機(jī)器損壞?；蛘?，如果不存在辨識，那么機(jī)器控制器可經(jīng)配置以產(chǎn)生報(bào)告且視情況發(fā)送報(bào)告，以指示所述模具正被可疑的贗品或復(fù)制品使用。在某些實(shí)例中涵蓋可能需要一直使特定的熱半模與特定的冷半模相關(guān)聯(lián)作為配對，借此經(jīng)唯一編碼和互補(bǔ)的身份才一起操作。
在本發(fā)明的另一方面中，由于壓力傳感器的位置在模具表面上、在堆疊組件內(nèi)和/或相對于壓板和連接桿的力閉合路徑，所以涵蓋了所施加夾持閉合合模力的微處理器控制。更具體地說，本發(fā)明不是在注射循環(huán)的持續(xù)時(shí)間的實(shí)質(zhì)部分形成完全閉合合模力，而是涵蓋(通過控制液壓活塞或其功能等效物)對夾持壓力的動態(tài)的閉合回路控制，以調(diào)整所述夾持壓力來反映(即等于且優(yōu)選稍微超過)瞬時(shí)注射壓力。優(yōu)選地，將安全裕度(優(yōu)選地，約2％到10％之間但至少不多于約25％到50％的過壓力)建構(gòu)到所述系統(tǒng)中，以確保獲得且保證有效的模具閉合。以此方式，優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)消耗較少功率且組件磨損得以減少。可通過表面安裝的傳感器并通過測量液壓和/或模腔壓力來達(dá)成壓力感測。或者，或另外，所述系統(tǒng)也可監(jiān)視模具移動(且具體地說，模具和連接桿位置)。
參考圖5，說明所施加合模力隨時(shí)間的曲線圖表示。在此圖式中，展示兩個替代性方法，第一方法模擬注射壓力隨時(shí)間的曲線，借此所施加的合模力根據(jù)閉合回路控制(通過恰當(dāng)定位的壓力傳感器的感測和測量達(dá)成)而隨時(shí)間變化。
第二方法注重預(yù)存儲或歷史累積的注射壓力信息，且代替改變所述合模力，而施加恒定合模力。然而，第二方法不是施加可由夾持組合件形成的所有可用合模力，而是注重在模具中經(jīng)歷的最大所記錄/可能的注射壓力(如存儲在與特定模具配置相關(guān)聯(lián)的查找表中)且接著將此最大壓力提升約2％與10％之間的安全裕度，從而識別經(jīng)最優(yōu)化的合模力。機(jī)器控制器接著使得施加對應(yīng)于經(jīng)最優(yōu)化的合模力的恒定所施加合模力(實(shí)質(zhì)上僅在注射和保持循環(huán)期間)。
此外，通過使用存儲器芯片(除所施加合模力的閉合回路控制以外)，可用所述模具來存儲所述系統(tǒng)的特定配置的預(yù)定壓降模型。結(jié)果，通過詢問所述存儲器，可存取合模力施加曲線并將其作為控制參數(shù)載入到控制系統(tǒng)中。同樣，通過此時(shí)使用經(jīng)模型化的合模力曲線(其本身可基于不同模具類型和成腔的源自經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果)，相對于注射和保持循環(huán)進(jìn)行動態(tài)合模力控制，從而減少施加在模具組件上的平均壓力。
總而言之，相對于施加的合模力，傳感器和/或存儲器芯片允許機(jī)器控制器施加i)基于壓力測量值的最小閉合合模力；或ii)基于模具或模制物件的所測量的物理參數(shù)隨時(shí)間改變閉合合模力。
由于機(jī)器控制器最終負(fù)責(zé)機(jī)器控制，因而優(yōu)選的是所有存儲器裝置和輔助控制器均響應(yīng)于所述機(jī)器控制器，從而確保達(dá)成單一點(diǎn)寫入功能。
當(dāng)然，將了解僅以實(shí)例方式給出以上描述，且在本發(fā)明范圍內(nèi)可作出細(xì)節(jié)上的修改。舉例來說，盡管優(yōu)選實(shí)施例已集中于在多模腔預(yù)成型件制造環(huán)境中實(shí)施本發(fā)明，但本發(fā)明可同樣應(yīng)用于其它技術(shù)中，其中模具座(與部件相關(guān)聯(lián)，例如在觸變模制環(huán)境中)可隨著時(shí)間在許多具有稍微不同的系統(tǒng)配置的機(jī)器之間互換。類似地，盡管優(yōu)選實(shí)施例涵蓋模制環(huán)境為PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，但本發(fā)明可應(yīng)用于其它用于塑料和金屬的模制環(huán)境，例如分別為聚碳酸酯和觸變模制。
盡管在互補(bǔ)意義上操作存儲器和傳感器裝置是有利的，但將了解本發(fā)明關(guān)于在任何前述設(shè)置程序中使用存儲器(或?qū)⒔M件識別信息輸入到機(jī)器控制器中)的概念可獨(dú)立于基于傳感器的系統(tǒng)來實(shí)施。
盡管優(yōu)選實(shí)施例已集中詳細(xì)解釋模具的熱半模和冷半模，但本發(fā)明也可用于并應(yīng)用于例如機(jī)械手的其它系統(tǒng)組件中。
權(quán)利要求
1.一種模制機(jī)器控制器，其在使用中響應(yīng)于指示夾持閉合合模力的感測數(shù)據(jù)，所述機(jī)器控制器經(jīng)動態(tài)布置以將所施加的夾持壓力調(diào)整為等于且優(yōu)選稍微超過注射壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模制機(jī)器控制器，其中所述機(jī)器控制器經(jīng)布置以改變所述施加的夾持壓力，以大體上模擬所述模制機(jī)器的使用操作環(huán)境內(nèi)的注射壓力曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模制機(jī)器控制器，其中所述機(jī)器控制器經(jīng)布置以提供對所述施加的夾持壓力的閉合回路控制，所述控制通過控制發(fā)送到所述模制機(jī)器的液壓活塞的控制信號而實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模制機(jī)器控制器，其中所述機(jī)器控制器經(jīng)布置以提供控制信號，所述控制信號具有在約2％到10％之間但不多于約25％到50％的過壓力安全裕度。
5.一種操作模制機(jī)器的方法，所述方法包括感測注射壓力；動態(tài)改變所施加的合模力，使其等于且優(yōu)選稍微超過所述感測的注射壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的操作所述模制機(jī)器的方法，所述方法進(jìn)一步包括改變所述施加的夾持壓力以大體上模擬注射壓力曲線。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的操作所述模制機(jī)器的方法，所述模制機(jī)器包含生產(chǎn)模制物件的模具，所述方法進(jìn)一步包含基于所述模具和所述模制物件中的至少一者的所測量的物理參數(shù)而隨時(shí)間改變合模力。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的操作所述模制機(jī)器的方法，其進(jìn)一步包含施加過壓力，所述過壓力確保所述施加的夾持壓力超過瞬時(shí)注射壓力不多于50％，優(yōu)選地不多于20％，更優(yōu)選地不多于10％，且最優(yōu)選地不多于約2％。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的操作所述模制機(jī)器的方法，其進(jìn)一步包括感測以下至少一者液壓壓力；模腔壓力；模具移動；和連接桿位置。
11.一種注射模制機(jī)器，其包括夾持組合件，其適于在使用中支撐半模，所述半模在所施加的夾持壓力下通過操作所述夾持組合件而周期性地合在一起；與所述夾持組合件相關(guān)聯(lián)的傳感器，所述傳感器經(jīng)布置以提供對所述施加的合模力和注射壓力的感測指示；和響應(yīng)于所述傳感器的機(jī)器控制器，所述機(jī)器經(jīng)動態(tài)布置以將所述施加的夾持壓力調(diào)整為等于且優(yōu)選稍微超過由所述傳感器感測到的注射壓力。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的注射模制機(jī)器，其中所述機(jī)器控制器經(jīng)配置以改變所述施加的夾持壓力以大體上模擬所述模制機(jī)器的操作環(huán)境內(nèi)的注射壓力曲線。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的注射模制機(jī)器，其中所述注射模制機(jī)器進(jìn)一步包含與所述夾持組合件相關(guān)聯(lián)的液壓活塞，所述機(jī)器控制器經(jīng)布置以通過對所述液壓活塞的閉合回路控制來提供對所述施加的夾持壓力的控制。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的注射模制機(jī)器，其中所述傳感器被定位成接近以下至少一者模具表面，以便感測壓力；液壓電路，其用于控制所述施加的夾持壓力；堆疊組件，以便感測壓力；模腔，以便感測壓力；和連接桿，以便感測位置。
15.一種模制機(jī)器控制器與相關(guān)聯(lián)存儲器的組合，在所述存儲器中存儲有用于模具中模制過程的注射壓力信息，所述機(jī)器控制器經(jīng)配置以在使用中存取所述注射壓力信息來確定并控制將在所述模制過程期間施加到所述模具的所施加合模力的量。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的所述模制機(jī)器控制器與相關(guān)聯(lián)存儲器的組合，其中所述機(jī)器控制器經(jīng)布置以將所述施加的合模力限制為以下一者所述模具所經(jīng)歷的最大記錄注射壓力；和所述模具所經(jīng)歷的最有可能的注射壓力。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的所述模制機(jī)器控制器與相關(guān)聯(lián)存儲器的組合，其中所述注射壓力信息作為與至少一個模具配置相關(guān)聯(lián)的查找表而存儲在所述存儲器中。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的所述模制機(jī)器控制器與相關(guān)聯(lián)存儲器的組合，其中以針對模制系統(tǒng)的至少一個配置的預(yù)定壓力降模型的形式來存儲所述注射壓力信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的所述模制機(jī)器控制器與相關(guān)聯(lián)存儲器的組合，其中所述機(jī)器控制器相對于注射和保持循環(huán)來實(shí)施動態(tài)合模力控制。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的所述模制機(jī)器控制器與相關(guān)聯(lián)存儲器的組合，其中所述機(jī)器控制器施加過壓力，所述過壓力確保所述施加的夾持壓力超過瞬時(shí)注射壓力不多于50％，優(yōu)選地不多于20％，更優(yōu)選地不多于10％，且最優(yōu)選地不多于約2％。
全文摘要
不是在注射循環(huán)的持續(xù)時(shí)間的實(shí)質(zhì)部分形成全閉合合模力(tonnage)，而是，對夾持壓力的閉合回路控制(例如通過控制液壓活塞)允許夾持壓力恰好等于但優(yōu)選稍微超過瞬時(shí)注射壓力。第一方法模擬注射壓力隨時(shí)間的曲線，借此所施加的合模力根據(jù)感測到的壓力測量值隨時(shí)間改變。第二方法依賴預(yù)存儲或歷史累積的注射壓力信息，且代替改變所述合模力，施加反映模具中經(jīng)歷的最大記錄或最有可能的注射壓力(如記錄存儲在與特定模具配置相關(guān)聯(lián)的查找表中)的恒定合模力。機(jī)器控制器(80、82)使得通過注射模制機(jī)器(10)的壓板(16、17)和連接桿(19、20)施加所施加的合模力。壓力傳感器(66－74)位于模具表面(50)上，相對于堆疊組件(58－64)和/或相對于允許微處理器(82)控制所施加的夾持閉合合模力的力閉合路徑。以此方式，所述系統(tǒng)消耗較少功率，且組件磨損得以減少。
文檔編號B29C45/64GK101044005SQ200580035773
公開日2007年9月26日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月19日
發(fā)明者斯特凡諾·M·薩杰塞, 約翰·P·奎爾 申請人:赫斯基注射器成型系統(tǒng)有限公司