[发明专利]控制注射成型的方法和装置

说明书

发明领域

本发明涉及控制注射成型的方法和装置，尤其是但不仅仅是涉及热塑性注射成型。本发明涉及用于确定从注射充模阶段进入填充保压阶段的转换点。

背景

为了制造高品质的工件，注射成型依赖于对从注射速率控制到填充压力控制转换的时间的正确识别。过早转换会由于部分模腔在填充-保压阶段时注入物料而导致缺料或工件不均匀。另外，过晚转换导致模具溢料、工件中过大的内应力和顶出等问题。

现在的方法基于特定变量的测量来识别不同的判据，来确定从速率控制到填充压力控制转换的正确转换点。所使用的变量包括注射行程、注射充模时间、模腔压力、喷嘴压力、喷嘴压力导数或模腔压力导数。

前两个测量量是基于体积进行的。其精确度受到熔体通过单向环形阀泄漏的严重影响，同时也会由于熔体密度改变或熔体温度变化而变化。

如果判据建立在模腔压力或喷嘴压力基础上，那么当模腔压力或喷嘴压力的测量值达到预定值时，发生从注射速率控制到填充压力控制的转换。对于特定的模制条件，模腔压力表示填充程度。然而，安装测量模中压力的测量变换器会增加模具成本并在模制工件表面造成不必要的印痕。使用喷嘴压力提供对模腔中物料状态的不太直接的指示，但没有模腔压力测量仪器的安装问题。尽管这样，二者都会随着特定的模制条件如物料、模具几何因素、熔体温度和注射速率等而变化。

作为一种选择，已经提出喷嘴压力导数和模腔压力导数可以克服这些问题。当模腔接近完全填满时，可以预料压力会快速变化。基于模腔压力导数的判据要求测量这个压力，而这又导致在模具表面会留下印痕并增加模具成本。因此，优选基于喷嘴压力导数的判据。

所有这些测量也需要一个判据，进行测量值相对于预定阈值的比较。这个阈值的确定是成功工作的关键。选择过低的阈值导致过早的转换，而过高的阈值会导致过晚的转换以及潜在的模具溢料。

喷嘴或模腔导数依赖于模制条件如注射速率、熔体温度、物料和模具的几何因素。因此，每次模制条件变化时，要重新设定预定阈值。目前，这涉及大范围的尝试-修正过程。发明目的

本发明的一个目的是提供一种用于注射成型的方法和设备，能够在从前努力基础上改善从注射速率控制到填充压力控制转换的转换点的确定，至少避免现有技术中的一些问题。

发明概述

因此，本发明的第一个方面在于提供一种在注射成型过程中控制从注射速率控制转换到填充压力控制的转换点的方法，该方法包括步骤：

在离散间隔处检测喷嘴压力或模具的模腔压力；

计算在离散间隔处的压力差；

基于所述压力差计算至少一个输入，用于输入模糊推理系统；

应用来自所述模糊推理系统的知识信息，并输出一个值表示从注射速率控制到填充压力控制转换的合适时间。

因此，本发明的第二个方面在于提供一种控制注射成型的装置，以确定从注射速率控制到填充压力控制的转换点，该装置包括：

检测模具中模腔压力或喷嘴压力的检测器；

以离散间隔方式对所述压力取样的处理器；

计算所述压力的微分的处理器；

一个模糊推理系统，使用与所述压力的所述导数相关的输入，并且输出一个从注射速率控制转换到填充压力控制的转换时间的表征值。

附图说明

现在参照附图描述本发明，这些附图包括：

图1(a)表示喷嘴压力随不同熔体温度变化的曲线图；

图1(b)表示具有不同注射速率的喷嘴压力的曲线图；

图2表示压力导数随不同注射速率变化的曲线图；

图3表示在注射充模和填充保压期间的喷嘴压力变化的曲线图；

图4示意表示一般模糊推理系统的结构；

图5(a)表示滤波前的压力导数信号的曲线图；

图5(b)表示滤波后的图5(a)中的压力导数信号；

图6(a)、(b)和(c)分别表示输入1、2和模糊推理系统输出的成员函数；

图7表示按照本发明一个实施例的系统整体结构的示意图；

图8是优选实施例装置的示意图。

优选实施例

注射成型是一种制备各种塑料零件的广泛使用的技术。对这类塑料件的质量要求正在增加。

注射成型是包括三个阶段的循环过程。这三个阶段是注射充模阶段、填充-保压阶段和冷却阶段。

注射充模阶段允许聚合物熔体在压力作用下流动到模腔中。聚合物进入模腔的速率近似地由注射速率表示，这在决定模制件质量中具有重要作用。在本阶段，通常按闭合回路形式控制注射速率。