專利名稱：注塑成型多時(shí)段在線控制模溫的方法及其專有設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注塑成型多時(shí)段在線控制模溫的方法及其專有設(shè)備，適用于快速變模溫注塑成型工藝。
背景技術(shù)：
變模溫注塑成型技術(shù)可以有效減少甚至消除塑料產(chǎn)品如熔接痕、波流痕、表面浮纖和銀絲紋等表面缺陷，滿足人們對塑料產(chǎn)品日益增長的外觀品質(zhì)要求，是一種新型的注塑成型技術(shù)。該技術(shù)的關(guān)鍵在于動(dòng)態(tài)模溫控制。模具的快速冷卻一般采用通入冷卻水或其他冷卻介質(zhì)的方法即可滿足工藝要求，而加熱的方法則有很多。通過何種方法可以快速提高模具溫度，以提高成型制品質(zhì)量，降低成型周期成為加熱方式的主要目的。如圖1所示，注塑成型按工藝可以分為合模、注射保壓、冷卻和開模頂出四個(gè)階段。而變模溫注塑成型技術(shù)與傳統(tǒng)注塑成型技術(shù)的工藝過程基本相同，區(qū)別在于變模溫注塑成型可以根據(jù)各個(gè)工藝階段的特點(diǎn)來調(diào)整模具溫度。目前有關(guān)注塑成型過程提高模具溫度的方法得到了廣泛的關(guān)注和探索，出現(xiàn)了電加熱等多種方法。加熱方法能較好地快速變換模具溫度。但是控制的方法并沒有考慮工藝的多時(shí)特性，往往只在合模時(shí)進(jìn)行短時(shí)加熱，型腔加熱并不均勻，且對溫度控制過程中做出的異常無法做出判斷。隨著人們對控制效率、節(jié)能環(huán)保等的要求不斷提高，現(xiàn)有的模溫控制方式有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決傳統(tǒng)模具加熱方法中型腔表面溫度不均勻、加熱沒有考慮多時(shí)段特性、無法判斷加熱或冷卻過程中的異常反應(yīng)和加熱或冷卻過程耗時(shí)耗能的問題，本發(fā)明提出了一種表面溫度均勻、能判斷加熱或冷卻過程、能耗低的中的注塑成型多時(shí)段在線控制模溫的方法及其專有設(shè)備。本發(fā)明所述的注塑成型多時(shí)段在線控制模溫的方法，包括以下步驟:I)在模具的的型腔周圍設(shè)置若干條相互獨(dú)立的加熱管道、冷卻管道和溫度傳感器，并在每條冷卻管道中埋設(shè)冷卻裝置以及與冷卻介質(zhì)連接的冷卻介質(zhì)管、每條加熱管道中埋設(shè)加熱裝置以及與加熱介質(zhì)連接的加熱介質(zhì)管；2)每條加熱管道對應(yīng)配置一個(gè)加熱電磁閥、每條冷卻介質(zhì)管配置一個(gè)制冷電磁閥，然后通過相應(yīng)的繼電器與控制執(zhí)行器的輸出控制模塊信號連接；所述的溫度傳感器均與所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置連接，所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置通過數(shù)據(jù)處理裝置與所述的控制執(zhí)行器連接；所述的控制執(zhí)行器、加熱電磁閥、加熱裝置、加熱管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置以及數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成了加熱回路；所述的控制執(zhí)行器、冷卻電磁閥、冷卻裝置、冷卻管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置和數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成了冷卻回路；3)在控制執(zhí)行器中根據(jù)步驟2)中的溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型，所述的控制執(zhí)行 器根據(jù)設(shè)預(yù)先定的溫度控制限對加熱管道或冷卻管道進(jìn)行控制，從而控制模具的動(dòng)模和定模。
按照本發(fā)明所述的方法構(gòu)建的專有設(shè)備，包括由動(dòng)模和定模構(gòu)成型腔的模具，其特征在于:所述的模具的型腔周圍設(shè)置若干條相互獨(dú)立的加熱管道、冷卻管道和溫度傳感器，每條冷卻管道中埋設(shè)冷卻熱裝置以及與冷卻介質(zhì)連通的冷卻介質(zhì)管、每條加熱管道中埋設(shè)加熱裝置以及與加熱介質(zhì)連通的加熱介質(zhì)管；每條加熱管道對應(yīng)配置一個(gè)加熱電磁閥、每條冷卻介質(zhì)管配置一個(gè)制冷電磁閥，然后通過相應(yīng)的繼電器與控制執(zhí)行器的輸出控制模塊信號連接；所述的溫度傳感器均與所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置連接，所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置通過數(shù)據(jù)處理裝置與所述的控制執(zhí)行器連接；所述的控制執(zhí)行器、加熱電磁閥、力口熱管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置以及數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成了加熱回路；所述的控制執(zhí)行器、冷卻電磁閥、冷卻管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置和數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成了冷卻回路。所述的溫度傳感器均勻的分布在所述的模具的型腔內(nèi)。所述的溫度傳感器的個(gè)數(shù)大于等于2個(gè)。所述的加熱管道的個(gè)數(shù)大于等于2根。所述的冷卻管道的個(gè)數(shù)大于等于2根。所述的加熱介質(zhì)為蒸汽或熱水。所述的加熱器為電加熱棒。在注塑成型工藝一個(gè)周期中按以下實(shí)施方式在線控制模溫，(I)模具加熱時(shí)段，SP動(dòng)模合模過程中，加熱電磁閥工作，控制執(zhí)行器控制加熱管道中的熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，要求溫度值(初設(shè)值)在塑料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上，此時(shí)溫度傳感器將測得的溫度值信號傳入溫度數(shù)據(jù)接收裝置，此時(shí)的溫度值不斷提高，當(dāng)逐漸接近初設(shè)值時(shí)，記錄最高和最低溫度值，并以此區(qū)間值為控制限；(2)高溫保持階段，即注射保壓過程中，塑料熔體快速充填到型腔，此階段，若溫度傳感器的測試值不在控制限范圍內(nèi)，則經(jīng)過數(shù)值驗(yàn)證并將驗(yàn)證不通過信號傳給控制執(zhí)行器，進(jìn)而發(fā)出加熱信號使相應(yīng)區(qū)域的加熱管道繼續(xù)工作，直到反饋的溫度值在控制限范圍內(nèi)；此階段 ，若最初溫度值未在控制限內(nèi)或者最初溫度值在控制限內(nèi)，但由于冷卻溫度降低至控制限外，這兩種情況都需重復(fù)這一過程，直至所有溫度傳感器的值都在控制限范圍內(nèi)，此時(shí)加熱電磁閥關(guān)閉，冷卻電磁閥開啟；(3)冷卻時(shí)段，此過程需要對模具型腔快速冷卻至塑料制品的出模溫度，冷卻電磁閥開啟，控制執(zhí)行器控制冷卻管道中的冷卻液進(jìn)行冷卻，要求溫度值(初設(shè)值)為塑料的出模溫度。同樣，溫度傳感器將測得的溫度值信號傳入溫度數(shù)據(jù)接收裝置，此時(shí)的溫度值不斷降低，當(dāng)逐漸接近初設(shè)值時(shí)，記錄最低溫度值，并以初設(shè)值和記錄的最低溫度值區(qū)間值為控制限；(4)低溫保持時(shí)段，即塑料制品的開模頂出階段，此階段，若溫度傳感器的測試值在控制限范圍內(nèi)，則相應(yīng)的冷卻管道停止工作；若傳感器的測試值不在控制限范圍內(nèi)，則經(jīng)過數(shù)值驗(yàn)證并將驗(yàn)證不通過信號傳給控制執(zhí)行器，進(jìn)而發(fā)出冷卻信號使相應(yīng)區(qū)域的加熱管道繼續(xù)工作，直到反饋的溫度值在控制限范圍內(nèi)，即制品脫模，結(jié)束一個(gè)工作周期。本發(fā)明的有益效果是:將一個(gè)注塑成型工藝過程按照溫度參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系特性分成多個(gè)時(shí)段進(jìn)行監(jiān)測控制，每個(gè)時(shí)段根據(jù)監(jiān)測模具不同區(qū)域得到的溫度值進(jìn)行控制，使得模具型腔能均勻加熱或冷卻，加熱效率高、可以同時(shí)監(jiān)測型腔不同區(qū)域的溫度，并提取
溫度變量相關(guān)性信息。


圖1本發(fā)明的注塑成型多時(shí)段模溫示意圖。圖2本發(fā)明的注塑成型多時(shí)段在線控溫系統(tǒng)圖。圖3本發(fā)明的注塑成型在線控溫示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明參照附圖:實(shí)施例1本發(fā)明所述的注塑成型多時(shí)段在線控制模溫的方法，包括以下步驟:I)在模具的的型腔周圍設(shè)置若干條相互獨(dú)立的加熱管道、冷卻管道和溫度傳感器，并在每條冷卻管道中埋設(shè)冷卻裝置以及與冷卻介質(zhì)連接的冷卻介質(zhì)管、每條加熱管道中埋設(shè)加熱裝置以及與加熱介質(zhì)連接的加熱介質(zhì)管；2)每條加熱管道對應(yīng)配置一個(gè)加熱電磁閥、每條冷卻介質(zhì)管配置一個(gè)制冷電磁閥，然后通過相應(yīng)的繼電器與控制執(zhí)行器的輸出控制模塊信號連接；所述的溫度傳感器均與所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置連接，所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置通過數(shù)據(jù)處理裝置與所述的控制執(zhí)行器連接；所述的控制執(zhí)行器、加熱電磁閥、加熱管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置以及數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成了加熱回路；所述的控制執(zhí)行器、冷卻電磁閥、冷卻管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置和數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成了冷卻回路；3)在控制執(zhí)行器中根據(jù)步驟2)中的溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型，所述的控制執(zhí)行器根據(jù)設(shè)預(yù)先定的溫度控制限對加熱管道或冷卻管道進(jìn)行控制，從而控制模具的動(dòng)模和定模。實(shí)施例2按照本發(fā)明所述的方法構(gòu)建的專有設(shè)備，包括由動(dòng)模11和定模12構(gòu)成型腔13的模具1，所述的模具I的型腔周圍設(shè)置若干條相互獨(dú)立的加熱管道14、冷卻管道15和溫度傳感器16，每條冷卻管道15中埋設(shè)冷卻裝置152以及與冷卻介質(zhì)連通的冷卻介質(zhì)管、每條加熱管道14中埋設(shè)加熱裝置142以及與加熱介質(zhì)連通的加熱介質(zhì)管；每條加熱管道14對應(yīng)配置一個(gè)加熱電磁閥141、每條冷卻介質(zhì)管配置一個(gè)制冷電磁閥151,然后通過相應(yīng)的繼電器與控制執(zhí)行器2的輸出控制模塊信號連接；所述的溫度傳感器16均與所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置3連接，所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置3通過數(shù)據(jù)處理裝置4與所述的控制執(zhí)行器2連接；所述的控制執(zhí)行器2、加熱電磁閥141、加熱管道14、溫度數(shù)據(jù)接收裝置3以及數(shù)據(jù)處理裝置4構(gòu)成了加熱回路；所述的控制執(zhí)行器2、冷卻電磁閥151、冷卻管道15、溫度數(shù)據(jù)接收裝置3和數(shù)據(jù)處理裝置4構(gòu)成了冷卻回路。所述的溫度傳感器16均勻的分布在所述的模具的型腔內(nèi)。所述的溫度傳感器16的個(gè)數(shù)大于等于2個(gè)。所述的加熱管道14的個(gè)數(shù)大于等于2根。所述的冷卻管道15的個(gè)數(shù)大于等于2根。所述的加熱介質(zhì)為蒸汽或熱水。所述的加熱器為電加熱棒。在注塑成型工藝一個(gè)周期中按以下實(shí)施方式在線控制模溫，(I)模具加熱時(shí)段，SP動(dòng)模合模過程中，加熱電磁閥工作，控制執(zhí)行器控制加熱管道中的熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，要求溫度值(初設(shè)值)在塑料的玻璃 化轉(zhuǎn)變溫度以上，此時(shí)溫度傳感器將測得的溫度值信號傳入溫度數(shù)據(jù)接收裝置，此時(shí)的溫度值不斷提高，當(dāng)逐漸接近初設(shè)值時(shí)，記錄最高和最低溫度值，并以此區(qū)間值為控制限；(2)高溫保持階段，即注射保壓過程中，塑料熔體快速充填到型腔，此階段，若溫度傳感器的測試值不在控制限范圍內(nèi)，則經(jīng)過數(shù)值驗(yàn)證并將驗(yàn)證不通過信號傳給控制執(zhí)行器，進(jìn)而發(fā)出加熱信號使相應(yīng)區(qū)域的加熱管道繼續(xù)工作，直到反饋的溫度值在控制限范圍內(nèi)；此階段，若最初溫度值未在控制限內(nèi)或者最初溫度值在控制限內(nèi)，但由于冷卻溫度降低至控制限外，這兩種情況都需重復(fù)這一過程，直至所有溫度傳感器的值都在控制限范圍內(nèi)，此時(shí)加熱電磁閥關(guān)閉，冷卻電磁閥開啟；(3)冷卻時(shí)段，此過程需要對模具型腔快速冷卻至塑料制品的出模溫度，冷卻電磁閥開啟，控制執(zhí)行器控制冷卻管道中的冷卻液進(jìn)行冷卻，要求溫度值(初設(shè)值)為塑料的出模溫度。同樣，溫度傳感器將測得的溫度值信號傳入溫度數(shù)據(jù)接收裝置，此時(shí)的溫度值不斷降低，當(dāng)逐漸接近初設(shè)值時(shí)，記錄最低溫度值，并以初設(shè)值和記錄的最低溫度值區(qū)間值為控制限；(4)低溫保持時(shí)段，即塑料制品的開模頂出階段，此階段，若溫度傳感器的測試值在控制限范圍內(nèi)，則相應(yīng)的冷卻管道停止工作；若傳感器的測試值不在控制限范圍內(nèi)，則經(jīng)過數(shù)值驗(yàn)證并將驗(yàn)證不通過信號傳給控制執(zhí)行器，進(jìn)而發(fā)出冷卻信號使相應(yīng)區(qū)域的加熱管道繼續(xù)工作，直到反饋的溫度值在控制限范圍內(nèi)，即制品脫模，結(jié)束一個(gè)工作周期。本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同 技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1.注塑成型多時(shí)段在線控制模溫的方法，包括以下步驟: 1)在模具的的型腔周圍設(shè)置若干條相互獨(dú)立的加熱管道、冷卻管道和溫度傳感器，并在每條冷卻管道中埋設(shè)冷卻裝置以及與冷卻介質(zhì)連接的冷卻介質(zhì)管、每條加熱管道中埋設(shè)加熱裝置以及與加熱介質(zhì)連接的加熱介質(zhì)管； 2)每條加熱管道對應(yīng)配置一個(gè)加熱電磁閥、每條冷卻介質(zhì)管配置一個(gè)制冷電磁閥，然后通過相應(yīng)的繼電器與控制執(zhí)行器的輸出控制模塊信號連接；所述的溫度傳感器均與所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置連接，所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置通過數(shù)據(jù)處理裝置與所述的控制執(zhí)行器連接；所述的控制執(zhí)行器、加熱電磁閥、加熱管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置以及數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成了加熱回路；所述的控制執(zhí)行器、冷卻電磁閥、冷卻管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置和數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成了冷卻回路； 3)在控制執(zhí)行器中根據(jù)步驟2)中的溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型，所述的控制執(zhí)行器根據(jù)設(shè)預(yù)先定的溫度控制限對加熱管道或冷卻管道進(jìn)行控制，從而控制模具的動(dòng)模和定模。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法構(gòu)建的專有設(shè)備，包括由動(dòng)模和定模構(gòu)成型腔的模具，其特征在于:所述的模具的型腔周圍設(shè)置若干條相互獨(dú)立的加熱管道、冷卻管道和溫度傳感器，每條冷卻管道中埋設(shè)冷卻熱裝置以及與冷卻介質(zhì)連通的冷卻介質(zhì)管、每條加熱管道中埋設(shè)加熱裝置以及與加熱介質(zhì)連通的加熱介質(zhì)管；每條加熱管道對應(yīng)配置一個(gè)加熱電磁閥、每條冷卻介質(zhì)管配置一個(gè)制冷電磁閥，然后通過相應(yīng)的繼電器與控制執(zhí)行器的輸出控制模塊信號連接；所述的溫度傳感器均與所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置連接，所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置通過數(shù)據(jù)處理裝置與所述的控制執(zhí)行器連接；所述的控制執(zhí)行器、加熱電磁閥、力口熱管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置以及數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成了加熱回路；所述的控制執(zhí)行器、冷卻電磁閥、冷卻管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置和數(shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成了冷卻回路。
3.如權(quán)利要求2所述的專有設(shè)備，其特征在于:所述的溫度傳感器均勻地分布在所述模具型腔內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的專有設(shè)備，其特征在于:所述的溫度傳感器的個(gè)數(shù)大于等于2個(gè)。
5.如權(quán)利要求2所述的專有設(shè)備，其特征在于:所述的加熱管道的個(gè)數(shù)大于等于2根。
6.如權(quán)利要求2所述的專有設(shè)備，其特征在于:所述的冷卻管道的個(gè)數(shù)大于等于2根。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種注塑成型多時(shí)段在線控制模溫的方法，這種方法主要針對傳統(tǒng)模具加熱方法中型腔表面溫度不均勻、加熱沒有考慮多時(shí)段特性、無法判斷加熱或冷卻過程中的異常反應(yīng)和加熱或冷卻過程耗時(shí)耗能這些問題，將一個(gè)注塑成型工藝過程按照溫度參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系特性分成多個(gè)時(shí)段進(jìn)行監(jiān)測控制，每個(gè)時(shí)段根據(jù)監(jiān)測模具不同區(qū)域得到的溫度值進(jìn)行控制，使得模具型腔能均勻加熱或冷卻。這對于提高注塑成型中模具溫度的控制效率，實(shí)現(xiàn)成型過程中溫度在線監(jiān)控和節(jié)能減排有重要的意義。
文檔編號B29C45/78GK103240852SQ201310160738
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月3日
發(fā)明者李吉泉, 姜少飛, 吳化平, 鄭維, 張征, 鮑雨梅, 柴國鐘 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)