專利名稱：量化注塑機(jī)的噴射過程中的過程波動(dòng)的方法和注塑機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)在注塑機(jī)的噴射過程中的過程波動(dòng)量化的方法，所述注塑機(jī)具有能夠在多個(gè)位置上移動(dòng)的噴射裝置、特別是蝸桿。此外，本發(fā)明還涉及一種注塑機(jī)，它具有:能夠在多個(gè)位置上移動(dòng)的噴射裝置、特別是蝸桿；用于測(cè)量所述噴射裝置的位置的測(cè)量裝置；至少一個(gè)用于測(cè)量至少一個(gè)對(duì)于注塑機(jī)的噴射過程特征性的量的測(cè)量裝置；至少一個(gè)型腔；以及控制和/或調(diào)節(jié)裝置，用于實(shí)施按照本發(fā)明的方法。
背景技術(shù)：
應(yīng)該注意的是，也可以使用例如活塞代替蝸桿作為噴射裝置。在通常情況下，甚至當(dāng)噴射運(yùn)動(dòng)從循環(huán)到循環(huán)能夠精確地再現(xiàn)時(shí)，注塑過程也會(huì)經(jīng)歷確定的過程波動(dòng)。這些過程波動(dòng)不利地影響成形件質(zhì)量，例如注塑件的重量穩(wěn)定性。其中，特別是兩種波動(dòng)有重要的影響:一方面是噴射體積的波動(dòng)，另一方面是用于填充模具的型腔或在復(fù)合沖模的情況下填充多個(gè)型腔的壓力需求的波動(dòng)。前者例如由在定量供給過程中的波動(dòng)引起，例如定量供給形成的波動(dòng)、塑料熔體從塑化蝸桿的區(qū)域在壓縮卸荷后的尾流(NachstiOm)和/或回流閉鎖裝置的關(guān)閉特性的區(qū)別，例如不同的關(guān)閉時(shí)刻。用于填充一個(gè)或多個(gè)型腔的壓力需求的波動(dòng)例如由材料粘度等的變化決定，此外，還通過使用的塑料顆粒材料的裝料波動(dòng)、熔融溫度的變化和/或模具溫度的變化引起。對(duì)于單個(gè)的過程波動(dòng)已經(jīng)存在識(shí)別并且接著補(bǔ)償這些波動(dòng)的處理方式。例如由DE10 2008 037 098 Al已知一種用于識(shí)別或補(bǔ)償回流閉鎖裝置的關(guān)閉特性的波動(dòng)的方法。但這是一種相對(duì)復(fù)雜的方法，其在使用閉塞噴嘴的情況下要求特殊的過程控制變量。此外還已知用于識(shí)別或補(bǔ)償粘度波動(dòng)的方法。所有這些方案的不利之處在于，它們只針對(duì)特定過程波動(dòng)的識(shí)別或補(bǔ)償，并且借助這些方案不能實(shí)現(xiàn)將不同的過程波動(dòng)與彼此清楚地區(qū)分。不同方案的簡(jiǎn)單組合在技術(shù)上是非常復(fù)雜的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于避免上面描述的缺點(diǎn)，并且提供一種用于對(duì)在注塑機(jī)的噴射過程中的過程波動(dòng)量化的相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)改進(jìn)的并且簡(jiǎn)化的方法以及這種注塑機(jī)。這種過程波動(dòng)的量化是以后在需要時(shí)實(shí)現(xiàn)過程波動(dòng)補(bǔ)償?shù)那疤?。所述任?wù)通過按照權(quán)利要求1的方法和按照權(quán)利要求21的注塑機(jī)解決。有利的實(shí)施形式在從屬權(quán)利要求中限定。替代使用噴射裝置的位置，也可以在噴射過程的多個(gè)時(shí)刻測(cè)量至少一個(gè)對(duì)于所述噴射過程特征性的量并將其與相應(yīng)的參考函數(shù)比較。對(duì)于所述噴射過程來說特征性的量可以是噴射壓力、熔體壓力、模具內(nèi)部壓力、模具內(nèi)部溫度、噴射速度、驅(qū)動(dòng)力矩和/或由這些量導(dǎo)出的量，例如噴射功。為了測(cè)量這些特征性的量，注塑機(jī)具有合適的測(cè)量裝置。所述三個(gè)壓力量互相成比例。它們的區(qū)別僅在于，是直接還是間接測(cè)量以及在哪個(gè)位置測(cè)量。這樣，噴射壓力例如在電驅(qū)動(dòng)的注塑機(jī)中可以直接由一環(huán)形的膜片的機(jī)械變形確定，而在液壓的噴射設(shè)備中通過液壓缸中的壓力確定。與之相比，熔體壓力和模具內(nèi)部壓力直接借助合適的壓力傳感器測(cè)量，更確切地說，對(duì)于在蝸桿前腔中的熔體壓力(當(dāng)噴射裝置是蝸桿時(shí))的情況，以及對(duì)于一個(gè)或多個(gè)型腔中的模具內(nèi)部壓力的情況。替代壓力，在電驅(qū)動(dòng)時(shí)也可以使用由驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算出的測(cè)量參數(shù)。模具內(nèi)部溫度可以例如借助設(shè)置在腔表面的區(qū)域中的合適的溫度傳感器測(cè)量。在電驅(qū)動(dòng)時(shí)，能夠移動(dòng)的噴射裝置的位置可以由驅(qū)動(dòng)裝置的角度位置在借助相應(yīng)的傳動(dòng)比的情況下確定。在液壓的噴射設(shè)備中，可以為此使用例如在噴射缸上的外部的移動(dòng)傳感器。能夠借助按照本發(fā)明的方法量化的過程波動(dòng)例如是已經(jīng)在說明書引言中提及的噴射體積的波動(dòng)和/或用于填充注塑機(jī)的至少一個(gè)型腔的壓力需求在噴射過程中的波動(dòng)。形式為噴射體積的波動(dòng)的過程波動(dòng)這里可以對(duì)應(yīng)于測(cè)量函數(shù)相對(duì)于參考函數(shù)在噴射裝置的移動(dòng)方向上的移動(dòng)。用X表示噴射裝置的移動(dòng)方向，并且用Ax表示測(cè)量函數(shù)相對(duì)于參考函數(shù)在該方向上的移動(dòng)，這樣，考慮到這種移動(dòng)的數(shù)學(xué)的變換為:Xi =χ- Δ X0Δχ構(gòu)成對(duì)應(yīng)于過程波動(dòng)“噴射體積的波動(dòng)”的能夠自由選擇的變換參數(shù)。為了對(duì)形式為用于填充注塑機(jī)的至少一個(gè)型腔的壓力需求在噴射過程中的波動(dòng)的過程波動(dòng)進(jìn)行量化，測(cè)量 噴射壓力、熔體壓力和/或模具內(nèi)部壓力作為對(duì)于噴射過程來說特征性的量。這些過程波動(dòng)可以對(duì)應(yīng)于測(cè)量函數(shù)相對(duì)于參考函數(shù)在所測(cè)量的壓力量(P)的方向上的作為變換參數(shù)的比例變換(以因子kp)。帶有能夠自由選擇的變換參數(shù)kp的相應(yīng)的數(shù)學(xué)的變換為:P，=kp*p。除了這兩種過程波動(dòng)，按照本發(fā)明的方法此外適用于例如量化以下過程波動(dòng):-在沒有回流閉鎖裝置的加工中(例如在PVC的加工中)，所經(jīng)過的每個(gè)路程單元上恒定的泄漏。這種過程波動(dòng)可以作為變換參數(shù)對(duì)應(yīng)于一個(gè)因子匕，該因子按照以下數(shù)學(xué)的變換相當(dāng)于(測(cè)量函數(shù)的相對(duì)于參考函數(shù)的)線性的比例變換:Xr = x~kL* (χ0-χ),其中，X。給出起始位置。-與當(dāng)前存在的壓力成比例的回流閉鎖裝置的泄漏(數(shù)學(xué)變換: Xi' =Xi+kL* Σ j = L ^ j (Pj* Δ t),其中，指數(shù)i遍歷各個(gè)的測(cè)量點(diǎn)，而t表示時(shí)間)。-起始?jí)毫Φ牟▌?dòng)，例如在不充分的壓縮卸荷時(shí)。這種過程波動(dòng)可以作為變換參數(shù)對(duì)應(yīng)于在壓力的方向上的移動(dòng)。p' =p+ Ap0-在模具冷卻的情況下熔體溫度和/或流量或始流(Vorlauf)溫度的波動(dòng)。這種過程波動(dòng)可以借助以下的數(shù)學(xué)的變換得出:T，(X，)=kT*T (X)+T0,其中，比例變換因子kT和溫度偏移Ttl為相應(yīng)的能夠自由選擇的變換參數(shù)。本發(fā)明的一大優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)應(yīng)于不同的過程波動(dòng)的變換參數(shù)或相應(yīng)的變換能夠任意互相組合，使得多個(gè)過程波動(dòng)也能夠同時(shí)識(shí)別或量化。例如用于量化形式為噴射體積的波動(dòng)的過程波動(dòng)和形式為用于填充注塑機(jī)的至少一個(gè)型腔的壓力需求在噴射過程中的波動(dòng)的過程波動(dòng)的數(shù)學(xué)的變換為如下:p，(X，) =kp*p (χ- Δ X)。在按照本發(fā)明的方法的過程中提供的參考函數(shù)可以例如通過以下方式確定，在噴射過程的至少一部分期間的一個(gè)參考循環(huán)中，對(duì)噴射裝置的多個(gè)位置測(cè)量至少一個(gè)對(duì)于噴射過程來說特征性的量，并且通過將各個(gè)測(cè)量值配設(shè)于各個(gè)位置形成所述參考函數(shù)。此夕卜，對(duì)于帶有至少兩個(gè)型腔的復(fù)合模具能夠想到，對(duì)于這些型腔的每一個(gè)，為所述噴射裝置的多個(gè)位置，在所述噴射過程的至少一部分期間測(cè)量至少一個(gè)對(duì)于噴射到這些型腔的每一個(gè)中的噴射過程來說特征性的量，并且通過將各個(gè)測(cè)量值配設(shè)于各個(gè)位置形成一個(gè)測(cè)量函數(shù)。然后，可以在接下來將這些型腔中的一個(gè)的測(cè)量函數(shù)中的一個(gè)確定作為參考函數(shù)，或者提供通過對(duì)兩個(gè)型腔的至少兩個(gè)測(cè)量函數(shù)求平均的函數(shù)作為參考函數(shù)。有利的是，借助回歸法實(shí)現(xiàn)所提到的對(duì)至少一個(gè)能夠自由選擇的變換參數(shù)的確定。示例性地在此處用最小平方誤差的方法描出線性的回歸:已知由數(shù)值對(duì)(Xiu,Piu)組成的參考函數(shù)fK,由數(shù)值對(duì)(Xsu,Psu)組成的測(cè)量函數(shù)fM，將測(cè)量函數(shù)fM的數(shù)值對(duì)映射為映射函數(shù)fB的數(shù)值對(duì)PB;i)的變換UK。在所考察的例子中，變換Uk (用變換參數(shù)kp和Ptl)定義為:Uk:xB i=xM i`
PB,i=kppM；i+Po這種變換使χ值不變，但是包含P值以因子kp的比例變換并附加地包含壓力偏移Po的恒定的移動(dòng)。誤差ε i定義為參考函數(shù)的壓力值和映射函數(shù)的壓力值之間的差:ε「pR，廠ρΒ，j。尋找使誤差的平方和最小化的參數(shù)對(duì)kp，P(l。上述變換在使用以下記錄的情況下
fr.\ \ η \ / AxBSχμλPmPm) 1
XBt2xMlIPst2P M ,2 I=算μJ，Ρβ ~ Pb) M * Pm,2 I，:II: I f it \
***，.Λ _
H 一 ,
Kx B,h' J V-rAflV J \Ρβ.ν) \Ρμ,Ν V \Poj能夠以矢量記數(shù)法按照如下表示:Uk:Xb=XmρΒ=Χ β也就是說帶有以矢量記數(shù)法ε =Pr-Pb=Pr-X β的誤差而表示為:ρΕ=Χ β + ε這個(gè)問題的解決方案在邊緣條件ε 2 — min !下以矩陣記數(shù)法為:
權(quán)利要求
1.用于對(duì)在注塑機(jī)(I)的噴射過程中的過程波動(dòng)(Pi)量化的方法，所述注塑機(jī)具有能夠在多個(gè)位置(X)上移動(dòng)的噴射裝置(2)、特別是蝸桿(2)，其特征在于 -提供至少一個(gè)數(shù)學(xué)的變換(Uk)，所述變換根據(jù)至少一個(gè)能夠自由選擇的變換參數(shù)(Uj)將原函數(shù)(fA)變換為映射函數(shù)(fB)，其中，將過程波動(dòng)(Pi)配設(shè)于所述至少一個(gè)變換參數(shù)(Uj)； -在噴射過程的至少一部分期間，對(duì)于所述噴射裝置(2)的多個(gè)位置(X)測(cè)量至少一個(gè)對(duì)于所述噴射過程來說特征性的量(Pm Ps, Pi, Ti),并且通過將各個(gè)測(cè)量值配設(shè)于各個(gè)位置形成測(cè)量函數(shù)(fM); -提供參考函數(shù)(fK)，所述參考函數(shù)對(duì)于所述噴射裝置(2)的測(cè)量所述特征性的量(pe，Ps，Pi，Ti)的每個(gè)位置(X)都具有一個(gè)預(yù)先確定的值； -所述測(cè)量函數(shù)(fM)用作用于所提供的至少一個(gè)數(shù)學(xué)的變換(Uk)的原函數(shù)(fA)，所述至少一個(gè)數(shù)學(xué)的變換(Uk)的至少一個(gè)能夠自由選擇的變換參數(shù)up這樣確定，使得所得出的映射函數(shù)(fB)在預(yù)先確定的誤差量方面盡可能與所述參考函數(shù)(fK) 一致，并且在使用所述至少一個(gè)變換參數(shù)(up的情況下相對(duì)于所述參考函數(shù)(fK)對(duì)配設(shè)于所述變換參數(shù)(Uj)的過程波動(dòng)(Pi)量化。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，作為對(duì)于噴射過程來說特征性的量，測(cè)量噴射壓力(pe)、熔體壓力(Ps)和/或模具內(nèi)部壓力(Pi)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，測(cè)量模具內(nèi)部溫度(Ti)作為對(duì)于噴射過程來說特征性的量。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，測(cè)量噴射速度、驅(qū)動(dòng)力矩和/或噴射功作為對(duì)于噴射過程來說特征性的量。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，這些過程波動(dòng)中的一種是噴射體積的波動(dòng)。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，將形式為噴射體積的波動(dòng)的過程波動(dòng)作為變換參數(shù)Up配設(shè)于測(cè)量函數(shù)(fM)相對(duì)于參考函數(shù)(fK)在噴射裝置(2)的移動(dòng)方向(X)上的移動(dòng)(Λχ)。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，這些過程波動(dòng)中的一種是用于填充注塑機(jī)(I)的至少一個(gè)型腔(13)的壓力需求在噴射過程中的波動(dòng)。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其中，測(cè)量噴射壓力(pe)、熔體壓力(Ps)和/或模具內(nèi)部壓力(Pi)作為對(duì)于噴射過程來說特征性的量，其特征在于，將形式為用于填充注塑機(jī)(I)的至少一個(gè)型腔(13)的壓力需求作為變換參數(shù)(up在噴射過程中的波動(dòng)的過程波動(dòng)配設(shè)于測(cè)量函數(shù)(fM)相對(duì)于參考函數(shù)(fK)在所測(cè)量的噴射壓力(ΡΛ熔體壓力(Ps)或模具內(nèi)部壓力(Pi)的方向上的比例換算(kp)。
9.按照權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，在所述噴射過程的至少一部分期間，在一個(gè)參考循環(huán)中，對(duì)于噴射裝置(2)的多個(gè)位置(X)測(cè)量至少一個(gè)對(duì)于噴射過程來說特征性的量(pe，Ps, Pi, Ti),并且通過將各個(gè)測(cè)量值配設(shè)于各個(gè)位置形成參考函數(shù)(fK)。
10.按照權(quán)利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，在帶有至少兩個(gè)型腔(13)的復(fù)合模具中，對(duì)于所述型腔(13)中的每一個(gè)，在噴射過程的至少一部分期間，對(duì)于噴射裝置(2)的多個(gè)位置(X)測(cè)量至少一個(gè)對(duì)于噴射到所述型腔(13)中的每一個(gè)中的噴射過程來說特征性的量(Pi，Ti)，并且通過將各個(gè)測(cè)量值配設(shè)于各個(gè)位置形成一個(gè)測(cè)量函數(shù)(fM)。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，將一個(gè)型腔(13)的測(cè)量函數(shù)(fM)確定為參考函數(shù)(fK)。
12.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，提供對(duì)兩個(gè)型腔(13)的至少兩個(gè)測(cè)量函數(shù)(fM)上求平均的函數(shù)作為參考函數(shù)(fK)。
13.按照權(quán)利要求1至12之一所述的方法，其特征在于，借助于回歸法實(shí)現(xiàn)確定所述至少一個(gè)能夠自由選擇的變換參數(shù)(Uj)。
14.按照權(quán)利要求1至13之一所述的方法， 其特征在于，形成測(cè)量函數(shù)(fM)的點(diǎn)耦的至少一部分以不同的權(quán)重引入對(duì)所述至少一個(gè)能夠自由選擇的變換參數(shù)(up的確定中。
15.按照權(quán)利要求1至14之一所述的方法，其特征在于，在形成所述測(cè)量函數(shù)(fM)的噴射過程期間實(shí)現(xiàn)確定所述至少一個(gè)能夠自由選擇的變換參數(shù)up。
16.按照權(quán)利要求1至14之一所述的方法，其特征在于，緊接著第一次注塑循環(huán)之后實(shí)現(xiàn)確定所述至少一個(gè)能夠自由選擇的變換參數(shù)up。
17.按照權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在第一次注塑循環(huán)和接下來的第二次注塑循環(huán)之間或者在接下來的第二次注塑循環(huán)期間實(shí)現(xiàn)確定所述至少一個(gè)能夠自由選擇的變換參數(shù)(Uj)。
18.按照權(quán)利要求1至17之一所述的方法，其特征在于，通過至少一個(gè)相應(yīng)的校正措施來補(bǔ)償在使用所述至少一個(gè)變換參數(shù)UP的情況下量化的過程波動(dòng)。
19.按照權(quán)利要求18所述的方法，其中，在形成測(cè)量函數(shù)(fM)的噴射過程期間實(shí)現(xiàn)確定所述至少一個(gè)變換參數(shù)up，其特征在于，對(duì)在使用所述至少一個(gè)變換參數(shù)(up的情況下量化的過程波動(dòng)的補(bǔ)償在形成所述測(cè)量函數(shù)(fM)的噴射過程的注塑循環(huán)中通過所述至少一個(gè)相應(yīng)的校正措施來實(shí)現(xiàn)。
20.按照權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，在使用所述至少一個(gè)變換參數(shù)(up的情況下量化的過程波動(dòng)的通過所述至少一個(gè)相應(yīng)的校正措施的補(bǔ)償至少持續(xù)到在量化過程波動(dòng)的注塑循環(huán)后面的至少一次注塑循環(huán)中。
21.注塑機(jī)(1)，具有:能夠在多個(gè)位置(X)上移動(dòng)的噴射裝置(2)、特別是蝸桿(2);用于測(cè)量噴射裝置(2)的位置(X)的測(cè)量裝置；至少一個(gè)用于測(cè)量至少一個(gè)對(duì)于注塑機(jī)(I)的噴射過程來說特征性的量(pe，ps，Pi, T)的測(cè)量裝置(17，14，15，16);至少一個(gè)型腔(13);以及控制和/或調(diào)節(jié)裝置(18)，用于實(shí)施按照權(quán)利要求1至20之一的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于量化注塑機(jī)噴射過程的過程波動(dòng)的方法，注塑機(jī)具有能在多個(gè)位置上移動(dòng)的噴射裝置，其中提供至少一個(gè)數(shù)學(xué)變換，其根據(jù)至少一個(gè)能自由選擇的變換參數(shù)將原函數(shù)變換為映射函數(shù)，將過程波動(dòng)配設(shè)于所述至少一個(gè)變換參數(shù)；在噴射過程的至少一部分中，對(duì)于噴射裝置的多個(gè)位置測(cè)量至少一個(gè)對(duì)于噴射過程特征性的量，通過將測(cè)量值配設(shè)于各位置形成測(cè)量函數(shù)；提供參考函數(shù)，其對(duì)于噴射裝置的測(cè)量特征性的量的每個(gè)位置具有預(yù)先確定的值；測(cè)量函數(shù)作為原函數(shù)用于數(shù)學(xué)變換，確定數(shù)學(xué)變換的能自由選擇的變換參數(shù)，使得得出的映射函數(shù)以預(yù)先確定的誤差值盡可能與參考函數(shù)一致，使用變換參數(shù)量化配設(shè)于變換參數(shù)的相對(duì)于參考函數(shù)的過程波動(dòng)。
文檔編號(hào)B29C45/76GK103112138SQ20121039625
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者G·皮爾韋恩 申請(qǐng)人:恩格爾奧地利有限公司