用于評估注塑模具的工藝技術(shù)特性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于定性地和/或定量地將注塑模具按模具類別分類的意義上評 估注塑模具的工藝技術(shù)特性的方法?；诖耍_定優(yōu)選的介入范圍和/或調(diào)節(jié)變量用以在環(huán) 境條件變化的情況下適配注塑機(jī)參數(shù)和/或干擾效應(yīng)對注塑過程的影響。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于具有用于制造特定的成形件的特定的模具的注塑機(jī)，其已經(jīng)理想調(diào)定的注塑 過程在循環(huán)運(yùn)行中實(shí)際上常常陷入波動，這些波動歸因于變化的環(huán)境條件和/或干擾效應(yīng) 對注塑過程的影響。這種變化的環(huán)境條件可能例如是：
[0003] -在安裝注塑機(jī)的車間中的車間溫度發(fā)生變化。由此可能導(dǎo)致從模具或從注塑機(jī) 的加熱裝置到周圍環(huán)境中的損耗熱流變化，這又可能對熔融物的溫度并且因此對該熔融物 的粘性產(chǎn)生直接影響；
[0004] -待處理的原料的質(zhì)量波動，其中例如原料的纖維含量、濕度或再生粒成分可能隨 批次而變化，這同樣可能導(dǎo)致在注塑機(jī)參數(shù)固定地預(yù)設(shè)的情況下熔融物的粘度變化。
[0005]由此可能導(dǎo)致制成的成形件的顯著的質(zhì)量偏差。例如可能導(dǎo)致成形模具的過量填 充，也就是說導(dǎo)致過量注射，這一方面引起在成形件上的不期望的毛刺并且另一方面可能 導(dǎo)致成形模具的損壞。另一方面可能導(dǎo)致不足的模具填充，這通過不完全成形的成形件體 現(xiàn)出來，當(dāng)不再達(dá)到所需要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，這些成形件同樣在后續(xù)過程中被歸為次品。
[0006] 為了補(bǔ)償熔融物隨著時(shí)間變化的粘度的效應(yīng)，已知的是，基于在模具腔中的壓力 測量適配保壓程度(Nachdruckhoehe)。此外已知的是，為了校正變化的粘度而適配從注入 階段切換到保壓階段(Nachdruckphase)中的時(shí)間點(diǎn)和/或位置，亦即確定所謂的切換點(diǎn)。在 此，在現(xiàn)有技術(shù)中在這兩種上述的方法中必要的是，有經(jīng)驗(yàn)的、亦即經(jīng)強(qiáng)化訓(xùn)練的機(jī)器操作 員基于對待制造的部件的認(rèn)知并且因此基于對模具腔和其特性的認(rèn)知首先確定適合的介 入范圍的類型和/或適合的調(diào)節(jié)變量的類型。在第二步驟中，需要有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)器操作員在其 選擇待影響的調(diào)節(jié)變量或介入范圍的適合的類型之后附加地基于其經(jīng)驗(yàn)確定為了再次獲 得質(zhì)量良好的成形件而待實(shí)行的介入的程度或改變的程度。這基于，介入范圍和/或調(diào)節(jié)變 量的合理的選擇以及相應(yīng)的介入的程度與相應(yīng)的待制造的部件的幾何結(jié)構(gòu)高度相關(guān)，例如 壁非常薄的或壁相當(dāng)厚的成型件以及原料和/或原料類型的質(zhì)量波動。因此，這例如在壁相 對薄的構(gòu)件中，亦即在非?？焖俚匕l(fā)生熔融物凝固過程的壁相對薄的模具腔中提高保壓壓 力或延長保壓持續(xù)時(shí)間是不大有效的。而在此對于合理地選擇介入范圍更有成功希望的是 注入速度，以確保成形模具被盡可能完全地填充或者在過量注射的情況下填充體積略微回 縮。
[0007] 對于注塑機(jī)參數(shù)的這種變化和其原則上的選擇，在現(xiàn)有技術(shù)中強(qiáng)制性地需要有經(jīng) 驗(yàn)的機(jī)器操作員，該機(jī)器操作員基于其知識和其技能選擇有針對性的介入范圍和/或調(diào)節(jié) 變量并且在它們的程度方面對其正確校正。在此不利的是，注塑過程的完全自動化是不可 能的，因?yàn)樵诃h(huán)境條件變化或者干擾效應(yīng)發(fā)生或作用到對注塑過程上的情況下，有經(jīng)驗(yàn)的 機(jī)器操作員的介入是必需的。
[0008] 作為最優(yōu)的介入的基礎(chǔ)，首先在模具腔中進(jìn)行壓力測量。但是這導(dǎo)致在模具腔中 需要附加的壓力傳感器。關(guān)于這樣的壓力傳感器已證實(shí)的是，所述壓力傳感器一方面要成 本高地安裝并且在模具維護(hù)的范疇中產(chǎn)生高的維護(hù)耗費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 因此本發(fā)明的目的是，提出一種方法，該方法用于定性地和/或定量地將注塑模具 按模具類別分類并且用于確定優(yōu)選的介入范圍和/或調(diào)節(jié)變量以便在環(huán)境條件變化的情況 下適配注塑機(jī)參數(shù)和/或干擾效應(yīng)對注塑過程的影響，該注塑過程能夠自動化地或部分自 動化地運(yùn)行。此外，本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的結(jié)果，其中注塑過程的特征性變量能 夠以簡單的方式方法、亦即基于通常以測量技術(shù)檢測到的注塑機(jī)變量來確定和使用。
[0010] 所述目的借助具有權(quán)利要求1所述的特征的方法得以實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中給 出有利的實(shí)施形式。
[0011]因此應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)，注塑機(jī)在循環(huán)運(yùn)行中盡可能無需由有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)器操作員監(jiān)控或 進(jìn)行校正地介入。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明認(rèn)識到，為了自動化地或部分自動化地運(yùn)行針對特定的模具或針對不 同的模具幾何結(jié)構(gòu)的注塑過程，應(yīng)實(shí)現(xiàn)在無需有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)器操作員參與的情況下靈巧熟練 地選擇調(diào)節(jié)變量和/或介入范圍以及它們的校正值。為此，本發(fā)明提供一種方法，其中在循 環(huán)運(yùn)行中從注塑機(jī)的過程參數(shù)中推導(dǎo)出注塑模具的相關(guān)特性。根據(jù)本發(fā)明可知，以商Q的形 式的特定的特征參量是適合的，作為特征參量所述商由在注塑過程的注入階段結(jié)束時(shí)在壓 縮階段中的壓力增量A P(例如模具內(nèi)部壓力或熔體壓力）作為分子并且在該時(shí)間段中（亦 即在注入階段結(jié)束時(shí)在壓縮工藝階段期間）擠出的熔融物體積△ V作為分母得出。在注塑循 環(huán)的壓縮階段期間擠出的熔融物體積△ V能夠以簡單的方式方法經(jīng)由相應(yīng)的螺桿行程△ s 確定。如果在模具腔中存在壓力傳感器，那么在注塑過程的壓縮階段期間的壓力增量A p能 夠經(jīng)由模具內(nèi)部壓力或者經(jīng)由注塑機(jī)的注入裝置中的熔體壓力來確定。
[0013] 作為替選，合適的商Q能夠從在保壓階段中經(jīng)由螺桿行程Asn測量的在保壓階段 中擠出的體積△ Vn和在注入階段中經(jīng)由螺桿行程△ Sf3測量的在注入階段中擠出的體積△ Vn 的比值確定。替代行程變化A Sn，也可監(jiān)控從該行程變化推導(dǎo)出的速度變化，因?yàn)檫@兩個變 量能彼此換算。因此例如在設(shè)置用于制造壁較薄的構(gòu)件的第一成形模具中，由壓力增量A p 和被擠出的熔融物體積△ V得出的商Q，亦即被換算到在確定被擠出的體積時(shí)經(jīng)過的相應(yīng)的 螺桿行程A s時(shí)為商Q= △ p/ △ s，要比在應(yīng)生產(chǎn)壁相對較厚的構(gòu)件的模具中的情況更大。
[0014] 在合格件生產(chǎn)中，在注入階段中以恒定的體積工作，使得直到達(dá)到切換點(diǎn)必須實(shí) 現(xiàn)相應(yīng)所需的模具填充。在保壓階段中擠出的體積△ Vn相對于在注入階段中擠出的體積△ Ve越大，就越有可能是從成形件的并且因此成形模具的壁更厚的基本特征出發(fā)，從而由此 遵循，商Q= △ Sn/A sJi大，那么模具特性、即模具類別就越符合于壁更厚的構(gòu)件。從中能例 如推斷出，越是壁更厚的構(gòu)件，那么越來越有意義的是，校正地在保壓階段中進(jìn)行介入并且 借助提升的Q= A Sn/ △~也能將介入的程度選擇為更大用于適配注塑機(jī)參數(shù)。因此根據(jù)所 述商Q= Δ ρ/Δ S或Q= Δ Sn/Δ Sf3能夠做出基本判斷，在哪個介入范圍中（亦即例如在注入階 段中、在壓縮階段中或者在保壓階段中）是最有希望對注塑機(jī)參數(shù)進(jìn)行成功適配的和/或在 第二評價(jià)步驟中確定對所述注塑機(jī)參數(shù)的待實(shí)行的適配的程度。
[0015] 在此根據(jù)本發(fā)明，對于商Q的值提供至少一個極限值(G1;…;Gx; ···&")，其中根據(jù) 該極限值確定，商Q的值是否小于或等于極限值G1或大于極限值Gn或者位于這兩個極限值之 間的范圍中，尤其位于兩個極限值G n-JPGn之間的范圍中。根據(jù)本發(fā)明，為這些通過確定所 提供的極限值(G1; ···;0")而彼此分開的范圍匹配有一個或多個針對優(yōu)選的介入范圍的推薦 或調(diào)節(jié)變量用于適配注塑機(jī)的調(diào)節(jié)參數(shù)。如果存在這樣的判斷矩陣，亦即確定的極限值 (G 1;…而)和由此限定的范圍，那么能夠確定:商Q的值位于這些范圍中的哪些范圍中。
[0016] 隨后可輸出與所確定的范圍匹配優(yōu)選的介入范圍和/或用于改變調(diào)節(jié)變量的優(yōu)選 的量值用于適配注塑機(jī)的機(jī)器參數(shù)。在部分自動化的運(yùn)行中，這例如能夠在顯示器上這樣 進(jìn)行，使得即使沒有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)器操作員也僅需將由機(jī)器本身建議的值傳輸?shù)綑C(jī)器控制裝置 中，而不必自身做出相關(guān)的專業(yè)判斷。在全自動化的運(yùn)行中，可以將與所確定的范圍匹配的 優(yōu)選的介入范圍的輸出和/或用于改變調(diào)節(jié)變量的量值也直接輸出到機(jī)器控制裝置上，然 后借其在下一個注塑循環(huán)中使用經(jīng)校正的注塑機(jī)參數(shù)。
[0017] 所述根據(jù)本發(fā)明作為表征模具特點(diǎn)的和/或表征原料特點(diǎn)的商Q= Δ p/ △ s或Q = A sn/A~的確定通過在至少一個注塑循環(huán)期間的測量實(shí)現(xiàn)，該注塑循環(huán)具備用于以待評價(jià) 的模具和/或原料獲得足夠高質(zhì)量的注塑件的注塑機(jī)調(diào)定狀況。為此提供一種注塑機(jī)，所述 注塑機(jī)具有待分類的并且設(shè)置用于所述確定的注塑模具，和/或提供待表征的并且設(shè)置用 于所述確定的原料。
[0018] 因此，根據(jù)本發(fā)明的用于定性地和/或定量地