專利名稱：配置在機(jī)器壓板上的模具和熱流道控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及注射成型系統(tǒng)控制器，尤其是模具和熱流道控制器。
背景技術(shù)：
注射成型系統(tǒng)用于形成一些塑料或樹脂和諸如金屬和粉末型等其它材料的物體。通常，注射成型系統(tǒng)包括具有擠壓機(jī)的注模機(jī)，可通過連桿連接的機(jī)器壓板和機(jī)座。機(jī)器壓板用于固定模板，模板包括模腔和模芯。每一模具通常具有兩部分，冷半模和熱半模。在注射成型工藝中，冷半模和熱半模緊密配合形成適合的形狀。熱半模包括熱流道系統(tǒng)，熱流道系統(tǒng)包括歧管和一個或多個熱流道噴嘴，熱流道噴嘴包括流道，熔體流穿過該流道，經(jīng)過一個或多個模具口到達(dá)模腔。為了最佳成型，熔體流必須保持在諸如溫度和壓力等操作工藝參數(shù)相當(dāng)小的范圍內(nèi)。為此，模具的冷半模和熱半模通常包括用于監(jiān)控這種熔融物物理性質(zhì)的傳感器。例如，熱半模通常包括安裝在適當(dāng)位置的熱電偶，以監(jiān)控不同位置例如沿著熔融物流道的溫度。
注射成型系統(tǒng)通常包括至少一個機(jī)器控制器，用于在注模機(jī)內(nèi)和有時在模具內(nèi)監(jiān)控和調(diào)節(jié)諸如溫度和壓力等臨界工藝條件。有時，除機(jī)器控制器外，有分開熱流道或和模具控制器的需要。熱流道控制器通常配置在車間內(nèi)注模機(jī)旁的地板上，且通過連接模具和控制器的電纜接收來自傳感器的信息。為了在工藝過程中在注射成型系統(tǒng)內(nèi)更好地控制熔融物的特性，在標(biāo)準(zhǔn)注射成型系統(tǒng)內(nèi)有許多需要分別監(jiān)控和調(diào)節(jié)的區(qū)域，使得在每個模腔內(nèi)都能最佳成型。因此，標(biāo)準(zhǔn)注射成型系統(tǒng)的每個區(qū)域都有自己的自動調(diào)節(jié)閉環(huán)控制。
為了在模具內(nèi)部監(jiān)控和調(diào)節(jié)工藝條件，注射成型系統(tǒng)使用以微處理機(jī)為基礎(chǔ)的控制器?？刂破魍ǔｍ憫?yīng)被配置在模具熱半模內(nèi)適當(dāng)位置的傳感器的輸出，通過給注射成型系統(tǒng)內(nèi)部的裝置傳送控制信號，該注射成型系統(tǒng)能夠按控制信號改變工藝條件。例如，如果模具內(nèi)的傳感器報(bào)告模具某一區(qū)域處于較低的溫度，控制器將響應(yīng)，通過傳送控制信號給加熱裝置，則能夠提高該區(qū)的溫度到適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。
在標(biāo)準(zhǔn)注射成型控制系統(tǒng)中，當(dāng)報(bào)告模具的工藝條件時，模具傳感器提供信號給控制器。從每一個傳感器得來的這些信號通過導(dǎo)線傳送給控制器，和在有模腔32，64，或96的注射成型系統(tǒng)內(nèi)，可能需要成百根導(dǎo)線。在標(biāo)準(zhǔn)注射成型系統(tǒng)中，由于其特大的尺寸，控制器與模具之間有一定距離。承載從注模到控制器的導(dǎo)線所需電纜的數(shù)量和尺寸是龐大的，因?yàn)殡娎|需要沿著地板，在地板下，或在地板上延伸，存在存儲和機(jī)器通道問題和不方便性等問題。
除了特大尺寸之外，為了保護(hù)控制器遠(yuǎn)離正常注射成型工藝中產(chǎn)生的高溫，標(biāo)準(zhǔn)注射成型系統(tǒng)的控制器同樣與模具之間有一定距離。如果控制模塊就安裝在注模上，注射成型工藝產(chǎn)生的熱量有可能對控制器內(nèi)部電子設(shè)備的性能和可操作性有負(fù)面的影響。安裝在模具上的公知的控制器需要冷卻機(jī)構(gòu)來阻止這種負(fù)面影響。同樣這些控制器對特定的模具和熱流道系統(tǒng)完全是專用和定做的，所以它們能夠隨著模具和熱流道系統(tǒng)從一個機(jī)器移到另一個機(jī)器。用來注射新產(chǎn)品的新模具和新熱流道系統(tǒng)在大多數(shù)情況下將需要重新定做的控制器。進(jìn)一步地，在標(biāo)準(zhǔn)注射成型系統(tǒng)中，控制器和定做的熱流道系統(tǒng)必須兼容和有兼容連接器。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面提供一種注模機(jī)，包括安裝在機(jī)器壓板上的注模，所述注模具有熱半模和冷半模；至少一可控裝置，為了改變注模的工藝條件與注模連接；至少一與注模連接的傳感器，報(bào)告工藝條件的值；和一控制模塊，安裝在機(jī)器壓板上，所述控制模塊與所述至少一傳感器和所述至少一可控裝置相連，所述控制模塊收集所述至少一傳感器的輸出，處理所述傳感器輸出，和提供控制信號給所述至少一可控裝置。
在此引入附圖，且附圖組成說明書的一部分說明本發(fā)明，連同說明書進(jìn)一步用來解釋本發(fā)明的原理，以及使相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的注模機(jī)一部分的側(cè)視圖。
圖2A是圖1中A部分的細(xì)節(jié)圖。
圖2B是圖1的注模機(jī)的橫向視圖。
圖2C更詳細(xì)地顯示圖2B的注模機(jī)。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制模塊連接到第一控制器。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示界面模組的功能框圖。
圖5描繪根據(jù)本發(fā)明的注射成型控制系統(tǒng)方法。
圖6描繪根據(jù)本發(fā)明注射成型控制系統(tǒng)方法更詳細(xì)的步驟510。
通過詳細(xì)描述本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將更明顯，該詳細(xì)描述結(jié)合附圖闡明下面的內(nèi)容，在附圖中相同的附圖標(biāo)記自始至終標(biāo)識相應(yīng)的部件。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記通常表示相同的，功能相似和/或結(jié)構(gòu)相似的部件。
具體實(shí)施例方式
參照圖1和2A，概括顯示注模機(jī)100。該注模機(jī)包括安裝在機(jī)座102上的固定機(jī)器壓板104和注模。所述注模包括熱半模106和冷半模234，熱半模106與機(jī)器壓板104可拆裝地連接，其在圖2B中示出。冷半模234可沿機(jī)器連桿108滑動與熱半模106配合。如圖2A中所示，熱半模106包括至少一與歧管111連接的熱流道噴嘴107。歧管111接收來自源點(diǎn)(未示出)的可模壓材料的熔體流并將上述熔體流經(jīng)噴嘴107輸送到模腔113。模腔113設(shè)在熱半模106和冷半模234之間。
噴嘴107通過加熱器109A被加熱。為了在其中提供溫度測量，把熱電偶110A與噴嘴107連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，熱半模中同樣也可以使用諸如例如壓力傳感器的其它的傳感器110以監(jiān)控工藝條件。
控制模塊216通過機(jī)板連接器218安裝在固定機(jī)器壓板104上。除了將控制模塊216安裝在固定機(jī)器壓板104的外部之外，控制模塊216也可以可選擇地安裝在固定機(jī)器壓板104的內(nèi)部。至少一電纜222將機(jī)板連接器218和模板連接器220連接起來。電纜222包括至少一向控制模塊216輸送信號的導(dǎo)線、和至少一從控制模塊216輸出信號的導(dǎo)線。特別地，在一實(shí)施例中，每一監(jiān)控區(qū)域使用兩根導(dǎo)線，一根導(dǎo)線向控制模塊216輸送傳感器輸出信號，一根導(dǎo)線從控制模塊216向諸如加熱器的可控裝置109輸送動力信號。信號輸送可通過應(yīng)用光纖技術(shù)或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其它技術(shù)完成。
模板連接器220連接注模的熱半模106，尤其連在傳感器110上，例如熱半模106中的熱電偶110A。連接器218，220和電纜222可以封裝在固定機(jī)器壓板104的內(nèi)部，或可以在其外部。機(jī)器壓板104上的控制模塊216的配置是這樣的不需要在工作區(qū)內(nèi)敷設(shè)電纜，在注射成型工藝過程中所產(chǎn)生的熱量對控制模塊216的操作沒有負(fù)面影響。
機(jī)板連接器218通常是一個電接線盒，通過它電纜222的一端與控制模塊216連接。在一實(shí)施例中，如圖3中所示，控制模塊216和機(jī)板連接器218之間的連接是通過插塞接頭360。這種插座的應(yīng)用使控制模塊216的拆卸和更換迅速高效。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然也可以使用其它類型的連接器。
返回參照圖1，為了與不同廠家生產(chǎn)的不同類型的注模相適合，對于不同的電纜222和模板連接器220，電纜222和模板連接器220可以更換。這就允許不同廠家生產(chǎn)的注模使用相同的控制模塊216，而不依賴模具廠家。這就使得控制模塊更通用，且使注模機(jī)的轉(zhuǎn)換更有效和更少時間消耗?？刂颇K216和機(jī)板連接器218應(yīng)用和替換的靈活性使控制模塊216可被迅速地和便利地移到另一個機(jī)器。進(jìn)一步地，可以去除控制模塊216，且當(dāng)其沒有安裝在機(jī)器上時被用來檢測注模。
控制模塊216從電源228獲得3相220伏交流電，電源228或位于注模機(jī)100上，或位于地板上與注模機(jī)100分開。電源228的電力通過電力電纜230輸送到控制模塊216。
控制模塊216起監(jiān)控和響應(yīng)傳感器110提供的信號的作用。例如，在一實(shí)施例中，該實(shí)施例中傳感器110是用于感測溫度的熱電偶，傳感器110通過電纜222內(nèi)的導(dǎo)線將溫度數(shù)據(jù)的輸出信號輸送給控制模塊216?？刂颇K216接收傳感器的輸出信號并進(jìn)行處理。如果溫度需要升高，控制模塊216通過電纜222內(nèi)的導(dǎo)線傳送控制信號給可控裝置109在本場合中可控裝置是加熱器，以提供更多的電力。如果溫度需要降低，控制模塊216通過電纜222內(nèi)的導(dǎo)線傳送控制信號給可控裝置109以使其提供較少的電力。
參照圖2B，注模機(jī)100被更詳細(xì)地顯示。如圖所示，機(jī)器注射單元232與固定機(jī)器壓板104相通，以向其輸送熱熔流。進(jìn)一步地，冷半模234安裝在可動機(jī)器壓板236上。在操作中，可動機(jī)器壓板236通過行程汽缸242可沿連桿108移動，使熱半模106與冷半模234配合形成完整的注模。夾緊缸244包括安裝在固定夾緊板238上的夾緊柱塞240。夾緊柱塞240推動可動機(jī)器壓板236和冷半模234向固定熱半模106靠攏，一旦冷半模234和熱半模106配合，夾緊柱塞240維持冷半模234和熱半模106對接，以防止在注射工藝過程中冷半模234和熱半模106分離。
參照圖2C，示出可能如上所述監(jiān)控的不同的傳感器110A、110B、110C。這些傳感器包括，但不限于此，溫度傳感器110A、壓力傳感器110B和閥銷位置傳感器110C?？煽匮b置109包括加熱器109A和閥銷109C。
圖2A中所示的電纜222更詳細(xì)地顯示在一實(shí)施例中用于兩個區(qū)域。標(biāo)準(zhǔn)注模機(jī)包括更多的區(qū)，但為了簡明在此描述兩個。每一個區(qū)域包括被連接到模板連接器220上的模具電纜250A，250B、常規(guī)模具連接器252A，252B和熱流道連接器254A，254B。熱流道連接器254A，254B的適配器256和機(jī)器電纜258將熱流道連接器254A，254B和機(jī)板連接器218連接起來，然后機(jī)板連接器218連接控制模塊216。適配器256允許控制模塊與不同廠家生產(chǎn)的注模相連接。
根據(jù)圖1中所示的注模機(jī)100的實(shí)施例，顯示界面模組(DIM)226被提供。DIM 226有三個主要作用。參照圖4的框圖，DIM 226的一個作用是從控制模塊216接收已處理的傳感器輸出數(shù)據(jù)信號480，在存儲器488內(nèi)存儲數(shù)據(jù)480，存儲器488位于DIM控制單元484中，和在屏幕486上為用戶顯示數(shù)據(jù)480。DIM 226的第二個作用是收到用戶輸入的給定值數(shù)據(jù)例如溫度給定值數(shù)據(jù)或壓力給定值數(shù)據(jù)，例如，在位于DIM控制單元484內(nèi)的存儲器488內(nèi)存儲用戶輸入的給定值數(shù)據(jù)，和向控制模塊216提供用戶輸入的給定值數(shù)據(jù)482。包括DIM 226和控制模塊216之間的信號480，482的通訊，穿過諸如串聯(lián)通信接口的通信接口發(fā)生。通過處理數(shù)據(jù)電纜內(nèi)的導(dǎo)線，通過無線裝置或通過其它本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的或通常使用的通信裝置可以傳送這些信息。例如，DIM 226和控制模塊216之間的通訊可以通過圖1中所示的控制模塊216中的收發(fā)器217和DIM 226中的收發(fā)器227完成。DIM 226和控制模塊216輸出和輸入通信的信息載體被概括地描述如224。DIM 226的第三個主要作用是為控制模塊216的電源開關(guān)。
DIM 226內(nèi)的存儲器488既能夠存儲從傳感器110收集到的歷史信息，也能夠存儲由用戶輸入的、代表熱半模106內(nèi)的工藝條件期望值的給定值數(shù)據(jù)。DIM226同樣可以包括存儲器，例如存儲器488，用于存儲從攝像機(jī)收集的數(shù)字或視頻數(shù)據(jù)，所述攝像機(jī)為了進(jìn)行監(jiān)控可以安裝在注射成型系統(tǒng)的內(nèi)部。DIM 226是易于移動的且能夠與其它注模機(jī)交換。例如，DIM 226能夠遠(yuǎn)離注射成型系統(tǒng)，能夠被牢固裝配在注射成型系統(tǒng)上，或能夠安裝在注模機(jī)上任一適宜的位置，例如應(yīng)用磁鐵或能夠擺動的臂(未示出)。DIM 226的可移動性，連同它的存儲特性，允許在生產(chǎn)裝配中將準(zhǔn)備好的用戶輸入給定值數(shù)據(jù)立即應(yīng)用在其它注射成型系統(tǒng)中。
圖5描述注模機(jī)100的控制系統(tǒng)的操作方法且通過附圖標(biāo)記500大概地示出。如步驟504中所示，通過注模內(nèi)的傳感器報(bào)告注模的工藝條件。在步驟506中，如上所述的控制模塊收集傳感器的輸出。在步驟508中，控制模塊處理傳感器輸出。在步驟510中，可在控制模塊和DIM之間進(jìn)行交換通信。步驟510中的通訊在圖6中被進(jìn)一步描述。在步驟512中，通過控制模塊響應(yīng)傳感器輸出或響應(yīng)用戶輸入的給定值數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制信號。在步驟514中，將控制信號輸送到可控裝置，可控裝置能夠根據(jù)控制信號改變工藝條件。在步驟516中，所述方法重復(fù)步驟502?？刂菩盘柌槐刂挥蔁岚肽?06內(nèi)的可控裝置109應(yīng)用。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，也將控制信號傳送給分開的機(jī)器控制器(未示出)，同樣通過機(jī)器應(yīng)用來調(diào)節(jié)參數(shù)。機(jī)器控制器是注射成型系統(tǒng)機(jī)器的主要控制器。
參照附圖，方法500的步驟510被更詳細(xì)地顯示。步驟510在步驟602開始，且立即向步驟604移動。在步驟604中，控制模塊向DIM提供已處理的傳感器輸出。在步驟606中，在DIM的存儲器中存儲已處理的傳感器輸出。在步驟608中，在DIM上將已處理的傳感器輸出顯示給用戶。在步驟610中，DIM能夠接收與可控裝置有關(guān)的用戶輸入的給定值數(shù)據(jù)。在步驟612中，將用戶輸入的給定值數(shù)據(jù)存儲在DIM的存儲器內(nèi)。在步驟614中，DIM向控制模塊提供用戶輸入給定值數(shù)據(jù)。在步驟616中，該方法轉(zhuǎn)移到圖5的步驟512。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，處理傳感器(未示出)配置在冷半模234上用來監(jiān)控不同的工藝條件，例如模具核心冷卻劑的溫度，加熱器或模腔的壓力。配置在冷半模234的傳感器110和控制模塊216之間的線路包括按入式連接器或其它電接點(diǎn)，在模具打開期間物理地?cái)嚅_。
雖然本發(fā)明的特殊實(shí)施例已在上面描述，可以理解的是，它們只是作為例子提出，而不是對本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，雖然在其形式和細(xì)節(jié)上可以產(chǎn)生各種各樣的變化，但沒有離開本發(fā)明附加的權(quán)利要求所限定的精神和范圍。因而，本發(fā)明的范圍及其延伸不限于任一上述示范的實(shí)施例，只不過依照下面的權(quán)利要求及其等效加以限定。
權(quán)利要求
1.一種注模機(jī)，包括安裝在機(jī)器壓板(104)上的注模，所述注模具有熱半模(106)和冷半模(234)；至少一可控裝置(109)，為了改變注模(106)的工藝條件與注模連接；至少一與注模(106)連接的傳感器(110)，報(bào)告工藝條件的值；和一安裝在機(jī)器壓板(104)上的控制模塊(216)，所述控制模塊與所述至少一傳感器(110)和所述至少一可控裝置(109)相連，所述控制模塊收集所述至少一傳感器(110)的輸出、處理所述傳感器輸出、和提供控制信號給所述至少一可控裝置(109)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的注模機(jī)，其特征在于，所述控制模塊(216)通過機(jī)板連接器(218)與所述機(jī)器壓板(104)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的注模機(jī)，進(jìn)一步包括與所述熱半模連接的模板連接器(220)，所述模板連接器(220)為所述至少一傳感器(110)和所述控制模塊(216)之間提供連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的注模機(jī)，進(jìn)一步包括將所述控制模塊(216)與所述機(jī)器壓板(104)連接的機(jī)板連接器(218)；與所述熱半模連接的模板連接器(220)，所述模板連接器(220)為所述至少一傳感器(110)和所述控制模塊(216)之間提供連接；其中，所述機(jī)板連接器(218)與模具電纜(250)連接，所述模具電纜與機(jī)器電纜(258)相連，所述機(jī)器電纜與所述模板連接器(220)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的注模機(jī)，其特征在于，在所述模具電纜(250)和所述機(jī)器電纜(258)之間提供適配器(256)，所述適配器256是可拆卸和可互換的，以適應(yīng)多個不同的注模。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的注模機(jī)，其特征在于，所述可控裝置是加熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的注模機(jī)，其特征在于，所述可控裝置是閥銷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的注模機(jī)，其特征在于，所述至少一傳感器是熱電偶。
全文摘要
一種安裝在注模機(jī)機(jī)器壓板上的控制模塊?？刂颇K與至少一傳感器連接，傳感器安裝在注模內(nèi)，報(bào)告與注模有關(guān)的工藝條件?？刂颇K同樣與至少一可控裝置連接，可控裝置安裝在注模內(nèi)，改變注模的工藝條件?？刂颇K收集和處理傳感器輸出，和向至少一可控裝置提供控制信號。顯示界面模組與控制模塊相連接。顯示界面模組接收用戶輸入的給定值數(shù)據(jù)、向控制模塊提供用戶輸入給定值數(shù)據(jù)、和收集控制模塊已處理的傳感器輸出，并向用戶顯示。與注模有關(guān)的控制方法也被提出。
文檔編號B29C45/28GK1590066SQ20041005509
公開日2005年3月9日 申請日期2004年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月20日
發(fā)明者G·奧拉魯, J·阮 申請人:標(biāo)準(zhǔn)模具有限公司