Интеллектуальная среда формования и способ управления прикладываемым к зажиму тоннажем

Группа изобретений относится к управлению операцией инжекционного формования и к накоплению и использованию данных для улучшения аспектов краткосрочной и долгосрочной работы формы. При управлении вместо приложения полного тоннажа к зажиму в течение существенной части длительности цикла инжекции осуществляют управление с обратной связью давлением зажима (например, путем управления гидравлическими поршнями), что позволяет точно уравновешивать давление зажима так, чтобы оно предпочтительно несколько превышало мгновенное давление инжекции. В первом подходе выполняется повторение профиля давления инжекции с течением времени. В результате этого приложенный тоннаж изменяется с течением времени в соответствии с измерениями давления с помощью датчиков. Во втором подходе выполняется поиск заранее сохраненной или исторически накопленной информации о давлении инжекции и вместо изменения тоннажа прикладывается постоянный тоннаж, отражающий максимально зарегистрированное или наиболее вероятное давление инжекции в данной форме (в соответствии с записью, сохраненной в справочной таблице, ассоциированной с определенной конфигурацией формы). Контроллер устройства обеспечивает применение приложенного тоннажа через плиту и соединительные стержни устройства инжекционного формования. Датчики давления, расположенные либо на поверхности формы, на компонентах набора и/или относительно траектории силовой крышки, позволяют с помощью микропроцессора управлять приложенным тоннажем крышки зажима. Таким образом, технический результат, который достигается при использовании контролера и устройства для инжекции, заключается в возможности ограничения прикладываемого тоннажа к форме во время формования, уменьшения износа компонентов и потребления меньше энергии. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к управлению операцией формования и к накоплению и использованию данных для улучшения всех аспектов краткосрочной и долгосрочной работы формы и работы установки/взаимодействия. Более конкретно, но не исключительно, настоящее изобретение относится к управлению тоннажем на зажиме, при котором используются управление с обратной связью и измеряемые данные или исторически сохраненная информация о тоннаже на зажиме.

Уровень техники

При выполнении операций формования как в среде инжекционного формования, так и в любой аналогичной системе, в которой используются плиты и формы, на качество формуемой части влияет множество факторов, включая физические условия и конфигурацию оборудования системы, а также условия обработки, в которых формуется формуемая часть.

Формы работают, по существу, непрерывно годами в жестких условиях работы (из-за значительных диапазонов перепадов температуры и высоких давлений внутри формы), в связи с чем, прежде, чем форма будет принята и поставлена, заказчики обычно требуют, чтобы работа каждой новой или восстановленной формы была проверена в среде, аналогичной производственной среде. Во время такой проверки испытательное оборудование (определенное производителем таким образом, чтобы обеспечивать эффективное сопоставление результатов испытаний) оформляют для работы с номинально оптимальными рабочими характеристиками формы, то есть, таким образом, чтобы оптимизировать качество формуемой детали и производительность. Оптимизация обеспечивается с использованием управления параметрами процесса, включая установку моментов времени заполнения формы и удержания, что занимает существенное время (даже для специалиста в данной области техники). Даже установление исходных воспринимаемых предельных условий (в отношении соответствующего профиля инжекции) для производства конкретной формуемой детали требует наличия значительного опыта.

К сожалению, испытательное оборудование, весьма вероятно, отличается от конфигурации системы, в которой, в конечном итоге, заказчик установит форму. Вследствие этого оптимизация и настройки, достигаемые на испытательном оборудовании, редко, если вообще, могут быть переведены в соответствующую установку и оптимизацию производства в устройстве заказчика в месте производства заказчика. Например, в примерном контексте устройства для инжекционного формования испытательное оборудование может работать с другим модулем пластификации, с отличающейся скоростью обработки или диаметром винта. Кроме того, устройство для инжекционного формования может включать в себя или может не включать в себя смеситель сопла или смеситель сопла может быть разным в испытательном оборудовании и устройстве клиента. Кроме того, что касается накопления, перед впрыском порции расплавленной пластмассы в загрузочную камеру (или перед системой шнека с возвратно-поступательным движением) объем загрузочной камеры может быть разным в испытательном оборудовании и в устройстве клиента. Все такие различия в конфигурации влияют на управление и оптимизацию процесса.

Другие факторы, которые влияют на установку и качество (но которые в большей степени относятся к вариантам выбора и в меньшей степени к параметрам системы), включают в себя плотность полимера, использование красителей или добавок и работает ли система вентиляции устройства в соответствии со спецификацией. Следует понимать, что красители и добавки устанавливают по выбору заказчика, и они влияют на пластификацию и, следовательно, на пропускную способность винта. Что касается вентиляции, каждая полость первоначально содержит воздух, который следует выдавить из полости во время инжекции материала. При использовании устройства с поддерживаемыми стенками и чистого устройства достигается более высокая скорость заполнения, поскольку вентиляционные отверстия для воздуха из полости первоначально являются чистыми и не содержат материал засоряющих макрочастиц, в частности, пыль PET (ПЭТ, полиэтилентерефталат) и т.п. При частичном или полном блокировании системы вентиляции давление внутри полости увеличивается, причем в разных полостях по-разному и в предельном случае не вытесненный из полости воздух образует раковины в формуемом изделии и формованные продукты с недостаточным весом.

Возвращаясь к некоторым более конкретным аспектам, связанным с производством заготовок в среде, в которой используется множество полостей, значения скорости заполнения полости и установки при инжекции являются критическими в отношении качества получаемых заготовок. В этом отношении, следует понимать, что при заполнении полости необходимо рассматривать множество переходных точек процесса, в частности, например, переход от управления скоростью заполнения (при котором критическими являются скорость и положение поршня в приемной камере) к управлению давлением (в случаях, когда исправляют усадку заготовки путем контролируемой инжекции дополнительно расплавленного материала). Более конкретно, переходные точки являются особенно важными для обеспечения геометрии заготовки в более тяжелых заготовках в случаях, когда усадка является более существенной, хотя следует отметить, что тонкостенные и имеющие относительно малый вес заготовки (меньше, чем приблизительно пятьдесят грамм) имеют особые проблемы при управлении заполнением, в частности, связанные с геометрией и переходом толщины между удлиненным участком стенки и участком горлышка заготовки. Действительно, на участке поддержания давления в цикле обычно происходит множество переходов для уменьшения давления в течение предусмотренного времени выдержки для конкретной геометрии предварительной заготовки. Профиль заполнения, действительно, поэтому оказывает общее влияние на длительность цикла.

При любой неудаче во время соответствующей установки профиля заполнения могут возникать видимые дефекты в формованных изделиях. Полученное в результате формованное изделие, в частности, в контексте заготовок для бутылок или контейнеров, имеет обычно достаточные повреждения, что делает такую заготовку непригодной для продажи. Кроме того, неоптимизированная система непосредственно влияет на общую производительность и поэтому ограничивает возможности заказчика по оптимизации возврата своего капитала.

Кроме того, в области инжекционного формования и, в частности, в связи с изготовлением заготовок заказчик с течением времени практически всегда желает модифицировать форму для получения других компонентов. Если это касается пакетных компонентов, такая модификация может потребовать просто замены полостей и вкладышей литника, и при этом оконечность горлышка (определяемая кольцом горлышка) остается без изменения. Такое преобразование формы требует поэтому простого изменения веса заготовки, поскольку меняется геометрия заготовки в результате изменения длины полости или толщины стенок заготовки (которые, в основном, определяются полостью). И снова, такая замена потребует выполнить повторную конфигурацию установок устройства, и такая повторная конфигурация требует времени и квалификации.

Очевидно, что любые простои установки или не вполне оптимальная рабочая характеристика приводят к затратам производителя и поэтому должны быть сведены к минимуму.

В среде формования заготовок с использованием множества полостей силы, действующие на зажим, обычно изменяются приблизительно до ˜600 тонн, в то время как системы формования обычно могут потребовать и могут создавать тоннаж на зажиме, составляющий тысячи тонн давления крышки при изготовлении более крупных деталей. Такие усилия, действующие на крышку, воздействуют на всю форму и составные компоненты внутри формы, и их прикладывают для уравновешивания давления при инжекции, воздействующего на форму, во время заливки расплава в полость. В случае какого-либо несовмещения компонентов прикладываемые давления достаточны для того, чтобы вызвать предварительный износ формы, в результате чего возникает неисправность компонента, или, что более типично и, прежде всего, приводит к "раздутию". Как следует понимать, "раздутие" представляет собой нежелательную утечку расплавленной пластмассы из системы формы (обычно из-за отсутствия параллельности и несовмещений). Раздутие ускоряет эффект износа компонента и, без исключений, в результате раздутия сразу получаются непригодные формованные детали.

До настоящего времени, хотя работой устройства формования управляют с помощью процессора (такого как описан в ЕР-А 0990966), вся система работает в среде с ограниченным управлением с обратной связью, в которой централизованное управление (с помощью общего контроллера для всей системы) использует сигналы, измеряемые в режиме реального времени, поступающие из устройства. Например, термопары, расположенные внутри формы, предоставляют показания температуры в системный контроллер, который реагирует путем регулировки или компенсации мощности нагревателя в выпускном желобе формы. Такая система описана в патенте США 6,529,796, в котором также описано использование справочной таблицы для получения величины шага приращения мощности питания нагревателя для отражения требуемой кривой нагрева. Кроме того, в патенте США 6,529,796 описано использование устройства управления интерактивным процессом (или УИП, IPM), которое расположено в корпусе, закрепленном на форме, при этом УИП соединено с центральным модулем питания и передачи данных (содержащим компьютерный терминал) с использованием одного соединителя, датчики, установленные в форме, соединены с УИП, которое может передавать сигналы в модуль питания и передачи данных для обеспечения общего управления системой, включая подачу сигналов тревоги, при возникновении несовмещения составных деталей.

Управление выпускным желобом описано в US 6,421,577, в котором процессор установлен в теплоизолированном корпусе, соединенном с боковой стенкой формы через распределительную коробку. Процессор принимает сигналы от датчиков, установленных в форме, и управляет работой компонентов формы (таких как нагреватели и компоненты клапана), измеряя температуру, давление и поток.

В патенте США 5,795,511 описаны способ и устройство для управления системой инжекционного формования. Горячая половина формы включает в себя закрепленную на ней распределительную коробку, в которой расположено энергонезависимое запоминающее устройство, в котором записана информация, специфичная для горячей половины и управления ее нагревом. Более конкретно, в запоминающем устройстве сохранены последние установки температуры для горячей половины, причем эту информацию можно позже считывать для последующего использования вместе с формой. Общий контроллер системы, однако, тем не менее, может работать независимо от энергонезависимого запоминающего устройства (в случае отказа запоминающего устройства).

В патенте США 5,222,026 описано устройство для литья под давлением, которое включает в себя клавиатуру, используя которую оператор может вводить классификацию формы. Классификация формы, таким образом, позволяет контроллеру обращаться к ассоциированной, заранее сохраненной операционной информации. Автоматическая идентификация формы также предусматривается с использованием набора концевых переключателей, причем их соответствующие контакты расположены, соответственно, на задней стороне формы и в интерфейсе устройства для литья под давлением. Когда некоторые из концевых переключателей переключаются при контакте с интерфейсом, генерируется цифровая сигнатура, которая соответствует вставленной форме. Системный контроллер затем интерпретирует эту сигнатуру. Конечно, в случае, если контакты будут изогнуты или сломаны, системный контроллер интерпретирует неправильной сигнал и будет выполнена установка не той формы.

В патенте США 6,048,476 авторов Lausenhammer и др. описаны способ и система для предотвращения вздутия в форме. Датчики давления используются для измерения действительного давления в пределах механизма приложения усилия на зажиме, причем этот контроллер содержит логические устройства, определяющие, является ли форма закрытой, и не открывается ли она при подаче расплавленного материала в форму.

В JP 11192651 раскрыта система, в которой выполняется непосредственное детектирование "давления инжекции и измерение давления полимерного материала, прикладываемого к винту" в среде с обратной связью для измерения приложенного к зажиму усилия.

Аналогично JP 11192651 в US 5,756,019 описана система, в которой приложенный к зажиму тоннаж изменяется в зависимости от положения и измерений давления. Поэтому установки системы в соответствии с US 5,756,019 выполняют один раз на основе в части измеренного качества детали и визуальной оценки/инспекции. В системе поэтому требуется калибровка, выполняемая квалифицированным работником, и калибровка (в смысле приемлемого качества детали относительно приложенного тоннажа к зажиму) должна выполняться, по меньшей мере, при каждой смене формы.

В JP 6031787 описана система, которая обеспечивает визуализацию процесса инжекции с использованием набора данных, получаемых из среды механизма, и с последующим их визуальным представлением на дисплее.

Сущность изобретения

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложен контроллер устройства для формования, который во время работы получает измеряемые данные, обозначающие тоннаж крышки зажима, причем контроллер устройства выполнен с возможностью динамического регулирования приложенного давления к зажиму для уравновешивания и предпочтительно некоторого превышения давления при литье, отличающийся тем, что этот контроллер устройства в соответствии с измеренными давлениями в полости внутри формы изменяет давление, приложенное к зажиму, с тем, чтобы, по существу, повторять профиль давления инжекции в пределах используемой рабочей среды устройства формования, содержащего форму.

В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ управления формовочным устройством, причем способ содержит отслеживание давления инжекции; динамическое изменение приложенного тоннажа к зажиму для уравновешивания и предпочтительно некоторого превышения измеряемого давления инжекции; причем способ отличается: измерением давления в полости внутри формы; и на основе давления в полости изменением приложенного давления к зажиму с тем, чтобы, по существу, повторять профиль давления инжекции.

В другом аспекте настоящего изобретения предложено устройство для инжекционного формования, содержащее узел зажима, выполненный с возможностью удержания при использовании половин формы, которые периодически сводят вместе с приложением давления зажима и в результате работы узла зажима формируют форму; датчики, соединенные с узлом зажима, причем датчики расположены так, что они обеспечивают обозначение измерений приложенного тоннажа зажима; и контроллер устройства, получающий сигнал от датчиков, причем устройство выполнено с возможностью динамического регулирования приложенного давления к зажиму для уравновешивания и предпочтительно некоторого превышения давления при инжекции; отличающееся датчиками давления в полости формы, причем датчики давления в полости соединены с контроллером устройства так, что прикладываемое давление зажима изменяется контроллером устройства в соответствии с измеренными значениями давления в полости формы, в результате чего приложенное давление зажима может, по существу, повторять профиль давления инжекции в рабочей среде устройства для формования.

В еще одном аспекте настоящего изобретения предусмотрена комбинация контроллера формовочного устройства и соответствующего запоминающего устройства, в котором сохранена информация давления при инжекции для процесса формования в форме, причем контроллер устройства выполнен с возможностью обращения при использовании к информации давления при инжекции для определения и управления величиной приложенного тоннажа, который следует приложить к форме во время процесса формования, отличающаяся тем, что контроллер устройства выполнен с возможностью ограничения прикладываемого тоннажа к зажиму тоннажа до одного из максимального зарегистрированного давления инжекции в данной форме и наиболее вероятного давления инжекции в данной форме.

Таким образом, настоящее изобретение направлено на систему формования с расширенным управлением работой. Кроме того, настоящее изобретение используется для ограничения воздействия и в действительности приложенного тоннажа в системе, что способствует уменьшению износа компонентов, более длительному и меньшему уровню потребления энергии. Например, благодаря сбору исторических данных оператор или интеллектуальная (управляемая компьютером) система может работать в соответствии с оптимизированным профилем прикладываемого тоннажа и/или может ограничивать максимальный приложенный тоннаж в системе. Действительно, в одном варианте выполнения максимальный разрешенный приложенный тоннаж, записанный в установленной на борту микросхеме, под управлением контроллера устройства ограничивает максимальный тоннаж в системе.

В предпочтительном варианте выполнения настоящее изобретение также предпочтительно сопоставляет исторические данные, которые могут быть проанализированы (дистанционно или в режиме реального времени) для доступа и/или проверки рабочих характеристик формы и/или устройства, и/или для помощи во время технического обслуживании формы/устройства. Такая исторически сохраненная информация может использоваться для получения информации о легитимности гарантийных рекламаций и при разработке улучшенных систем и рабочих параметров системы.

Краткое описание чертежей

Примерные варианты выполнения настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 показано формовочное устройство для инжекции под давлением предшествующего уровня техники, которое может быть адаптировано для поддержки концепции настоящего изобретения;

на фиг.2 показана схема интеллектуальной формовочной системы в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг.3 представлена часть типичного интерфейса для предпочтительной архитектуры системы по фиг.2;

на фиг.4 показано представление на экране, отображаемое в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения, в интерфейсе человек-машина (ИЧМ, HMI) по фиг.2; и

на фиг.5 показано графическое представление прикладываемого тоннажа в зависимости от времени, используемого в другом варианте выполнения настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 показано типичное устройство 10 для инжекционного формования, которое может быть адаптировано для поддержки процессорного управления в соответствии с настоящим изобретением. Как можно видеть, во время каждого цикла инжекции формовочное устройство 10 производит множество пластмассовых деталей, соответствующих полости или полостям формы, определенным взаимодополняющими пластинами 12, 14 формы, установленной в устройстве 10. Общее управление работой формовочного устройства обеспечивается путем использования контроллера устройства, который может быть реализован с применением архитектуры, имеющей распределенные логические функции, то есть множество соединенных процессоров, которые отвечают за управление отдельными частями системы формования. Контроллер устройства функционально отвечает за поддержания интерфейса человек-машина (показан на фиг.2), который обеспечивает графическое представление текущего или исторического состояния устройства, а также обеспечивает ввод информации через сенсорный экран, клавиатуру, считываемый накопитель данных (такой, как дисковый привод или CD-ROM, носитель информации на компакт-диске) и т.п.

Устройство 10 для инжекционного формования включает в себя без каких-либо конкретных ограничений структуру формования, такую как фиксированная плита 16 и подвижная плита 17, а также литьевой модуль 18, предназначенный для пластификации и инжекции материала. Во время работы подвижная плита 17 перемещается относительно неподвижной плиты 16 с помощью рабочих цилиндров (не показаны) или тому подобное. При этом можно понимать, что сила зажима формируется в устройстве при использовании соединительных стержней 19, 20 и механизма 21 зажима соединительных стержней, при этом механизм 21 зажима (обычно) прочно закреплен на подвижной плите 17 (как правило, с помощью болтов), при этом каждый механизм зажима обычно продолжается, по меньшей мере, частично в соответствующее отверстие 22, продолжающееся через плиту на его углах. Обычно подвижный конец 23 соединительного стержня 19, 20 может свободно перемещаться относительно движущейся плиты, и при этом другой удаленный конец закреплен на неподвижной плите. Конечно, в некоторых системах может использоваться обратная технология крепления.

Как снова показано на фиг.1, после того как соединительный стержень будет принудительно зацеплен на его соответствующем поршне зажима, сила зажима формы (то есть тоннаж крышки) может быть приложена путем использования (обычно) гидравлической системы, которая обычно непосредственно связана с поршнем зажима, при этом тоннаж зажима также может генерироваться различными способами, включая использование компоновки шарнирно-рычажного зажима, как будет понятно для специалистов.

Половины 12, 14 формы вместе составляют форму, обычно имеющую одну или больше полостей 24 формы, при этом каждая половина 12, 14 формы расположена на подвижной плите 17 и неподвижной плите 16. Робот 29 предусмотрен рядом с неподвижной плитой 16 и подвижной плитой 17 для перемещения рабочего органа робота (POP, EOAT) 30, такого как вакуумная съемная пластина 32 или тому подобное. При конкретной реализации съемной пластины 32 для заготовок съемная пластина 32 содержит множество трубок 34 охлаждения, количество которых соответствует, по меньшей мере, количеству заготовок (или формованных продуктов) 36, производимых в каждом цикле инжекции.

При использовании в открытом положении формы (как показано на фиг.1) робот 29 перемещает POP 30, совмещая его типично со стороной сердечника формы, и затем ожидает, пока формованное изделие (например, заготовки 36) не откроются или не будут другим способом вытолкнуты из сердечника (сердечников) в POP 30 с использованием операции открывающей пластины 38, движителя или подъемных стержней или их функционального эквивалента.

Предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения схематично показан на фиг.2. Для ясности изображения устройство инжекционного формования (включая его плиты, на которых закреплены половины формы) не показано. Форма сформирована из горячей половины 50 и холодной половины 52. Горячая половина включает в себя систему распределения расплава, такую как коллектор 54 выпускного желоба, который образует переход с литьевым модулем через соответствующую литниковую втулку 56. Горячая половина 50 включает в себя одну или больше полостей 58-60, в которые устанавливаются при использовании соответствующим образом совмещенные сердечники 62-64, расположенные на холодной половине 52.

По меньшей мере, одна, если не обе, горячая половина 50 и холодная половина 52, предпочтительно включает в себя датчики 66-74. Датчики 66-74 могут отслеживать давление, температуру или другие переменные параметры, связанные с работой формы, включая контакты, представляющие циклы работы или не совмещение при стыковке. Датчики 66-74 могут быть расположены в специальных карманах, на конкретных пластинах формы. В качестве альтернативы и в соответствии с необходимостью датчики могут представлять собой датчики поверхностного монтажа (в частности, датчики, используемые при измерениях приложенного тоннажа). Кроме того, некоторые датчики 66-74, в частности, датчики, требуемые для измерения рабочей температуры в половине формы или конкретных ее компонентов, включая стыкуемые компоненты, и выпускной желоб 54 расположены проксимально к компоненту, измерения в котором требуется производить, или могут быть внедрены в этот компонент.

Количество датчиков ограничивается только количеством доступного пространства внутри формы, возможностью взаимного соединения (то есть соединения вместе проводами) датчиков и типом измерений параметров, которые считаются необходимыми для обеспечения эффективного сбора информации или управления работой компонентов половины формы или формы.

Датчики 66-74 и их физическое соединение являются устойчивыми к рабочей среде и могут обеспечивать требования по нагреву, давлениям и вибрациям, возникающим в формовочном устройстве. В этом отношении пригодными для использования в настоящем изобретении считаются датчики, применяемые в автомобильной промышленности (используемые для измерения параметров двигателя). Такие датчики широко известны специалистам в области полупроводников.

Кроме того, по меньшей мере, одна (и предпочтительно обе) горячая половина 50 и холодная половина 52 предпочтительно включает в себя, по меньшей мере, одно из запоминающих устройств 76, 78, предназначенных для сохранения информации. Запоминающее устройство может быть расположено в кармане в пределах половины формы или в модуле на стороне формы. Так же, как и датчики 66-74, запоминающее устройство и его физические соединения адаптированы для работы в жесткой среде инжекционного формования, и в этом отношении специалист в данной области техники легко найдет устройства в области полупроводников, в частности, такие устройства, которые используются в автомобильной промышленности и применяются для управления двигателем.

Запоминающие устройства 76, 78 в каждой половине формы, в конечном счете, передают информацию в контроллер 80 устройства, который включает в себя соответствующие логические устройства управления и функции управления, соответствующие данному варианту применения. В этом отношении контроллер 80 устройства может использовать локальный микропроцессор 82, хотя интеллектуальное управление с использованием контроллеров может быть в равной степени распределено по всей системе.

Контроллер 80 устройства дополнительно функционально реагирует на команды, вводимые через интерфейс (ИЧМ) 84 человек-машина, который обеспечивает для оператора возможность ввода информации (через клавиатуру, сенсорный экран или считываемое устройство 86 накопителя информации, такое как привод CD-ROM) и для просмотра/приема информации на соответствующем дисплее 88. В связи с этим контроллер 80 информации может обращаться к информации, сохраненной в запоминающих устройствах 76, 78, и сохранение (то есть запись) информации в запоминающем устройстве дополнительно контролируется под общим логическим управлением системы. При взаимодействии с контроллером 80 устройства запоминающие устройства 76, 78, таким образом, позволяют накапливать исторические записи измеренных данных, полученных от локальных датчиков 66-74, или от других источников измерения, например контроллера устройства.

Соединение запоминающих устройств 76, 78 с контроллером 80 устройства может быть выполнено через магистральную шину 89 или тому подобное с использованием области цифрового или аналогового сигнала и используя последовательный механизм мультиплексированной передачи информации или механизм параллельной передачи информации. Также можно использовать беспроводную технологию, такую как технологию передачи на радиочастоте (РЧ), для соединения запоминающих устройств 76, 78 с контроллером 80 устройства, как представлено функциональной антенной и блоком 90 РЧ.

Запоминающие устройства могут быть реализованы на основе любой соответствующей технологии энергонезависимого сохранения информации, включая технологии P-TAG, Datakey и RS-485 с многоадресным доступом. В одном конкретном варианте выполнения можно использовать запоминающие устройства 76, 78, и они могут быть воплощены независимо от датчиков. Архитектура запоминающих устройств может быть реализована с использованием соединений-удлинителей USB (УПШ, универсальная последовательная шина) и запоминающего устройства типа флэш для порта УПШ, который поддерживает быстродействующий последовательный интерфейс между картой памяти и контроллером устройства. Дистанционный доступ или доступ через интерфейс к запоминающему устройству, таким образом, может быть получен с использованием любой экологически целесообразной технологии (например, Ethernet), как известно специалистам в данной области техники.

В случае необходимости контроллер 80 устройства может быть дополнительно соединен через сеть с базой данных 92, причем доступ к этой базе данных может осуществляться через модемное соединение 94. База данных 92 может быть расположена либо в помещении заказчика и даже в пределах запоминающего устройства, размещенного в системном контроллере, или может быть расположена на удалении от данного места, например, у поставщика устройства. База данных 92 содержит список поставляемых устройств и их ассоциированные (и предпочтительно оптимизированные) параметры работы, к которым можно избирательно обращаться и загружать в контроллер 80 устройства локального устройства 10 инжекционного формования. База данных также может периодически обновляться рабочей информацией и может пополняться результатами измерений устройства 10 инжекционного формования, позволяя, таким образом, обеспечить автономный анализ условий работы устройства 10 инжекционного формования или его конкретных компонентов.

В одном варианте выполнения запоминающее устройство на микросхеме может просто включать в себя указатель сетевого адреса, что обеспечивает возможность соединения в режиме онлайн с базой данных параметров установки, которые устанавливают (путем загрузки в контроллер устройства) основание для работы устройства.

Запоминающие устройства 76, 78 в горячей половине 50 и в холодной половине 52 в предпочтительном варианте выполнения, таким образом, соединяют вместе. Аналогично, что касается вспомогательного оборудования, установленного за пределами формы, например робота 29 или устройств охлаждения после формования, такое вспомогательное оборудование, в случае необходимости, может быть соединено с запоминающими устройствами 76, 78 для получения сохраненной информации, относящейся к установкам компонентов или конфигурации устройства, включая моменты времени и местоположение/информацию положения рычага, для обеспечения возможности выемки конкретных деталей. Обычно независимый контроллер 96 робота принимает и интерпретирует принятую информацию из запоминающих устройств 76, 68 для управления работой вспомогательного оборудования. Конечно, контроллер 80 устройства может обеспечивать централизованное управление вспомогательным оборудованием при условии, что канал передачи данных (например, структура общей шины) соединяет запоминающие устройства 76, 78 с контроллером устройства и вспомогательным оборудованием, как будет понятно для специалиста в данной области техники адресатом. В этом отношении соединение TCP/IP (ПУП/МП, протокол управления передачей/межсетевой протокол) (или его эквиваленты) также, в связи с этим, может присутствовать между запоминающим устройством 76 и микропроцессором 102, хотя такое прямое и используемое в случае необходимости соединение не было представлено на фиг.2 с целью ясности представления.

В случае необходимости в другом варианте выполнения сливной желоб 54 включает в себя запоминающее устройство на микросхеме или РЧ метку, которая может быть соединена с контроллером 80 устройства; причем функция этого запоминающего устройства на микросхеме или РЧ метки будет описана соответственно.

Рассмотрим вкратце фиг.3, на которой множество датчиков 68-72 по отдельности соединены с интерфейсом 100 (сбора) данных, который обеспечивает канал передачи данных в запоминающее устройство 76. Доступ к запоминающему устройству управляется с использованием соответствующего контроллера, такого как микропроцессор 102, который соединен с датчиками через интерфейс 100 данных. Обычно доступ к микропроцессору 102 осуществляется через цифроаналоговый преобразователь 104 и в случае необходимости мультиплексор 106. Если микропроцессор установлен в распределенной системе управления, интерфейс 100 данных также предоставляет информацию, поступающую в контроллер 80 устройства.

Рассмотрим теперь функциональные операции различных предпочтительных конструктивных вариантов выполнения настоящего изобретения, при этом функциональное управление и установка системы по фиг.2 могут быть выполнены разными способами.

Во-первых, контроллер 80 управления может запрашивать непосредственный ввод определенной информации через свой ИЧМ 84. Например, в отношении установки формы в предпочтительном варианте выполнения на экране генерируют подсказку, которая просит ввести параметры детали, относящиеся к формуемой детали, которую следует изготовить.

Во-вторых, логическая схема управления в устройстве выполняет поиск и, если доступно, запрашивает информацию о форме, идентифицирующую конфигурацию системы и вспомогательные компоненты системы, например, форму, желоб выпуска и пакет. В этом контексте "информацию о форме" следует рассматривать как общее описание механизма, с помощью которого функциональные данные, относящиеся к компоненту, сохранены во встроенной в устройство микросхеме. В равной степени термин "о форме" относится к идентификационной метке, которая идентифицирует конкретную деталь, форму или устройство и которая используется контроллером устройства для индексации специально выделенного файла конфигурации в базе данных (локальной или удаленной относительно контроллера устройства), которая содержит множество файлов конфигурации, относящихся с разным деталям, формам и/или устройствам.

В-третьих, контроллер устройства отслеживает в режиме реального времени рабочие параметры устройства, принимая сигналы результатов измерений от датчиков, расположенных в стратегических местах. В конфигурации с обратной связью системный контроллер выполняет динамическую регулировку рабочих условия устройства.

Для улучшения установки формы в предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения выполняется запрос на ввод данных о различных физических параметрах требуемой формуемой детали. Более конкретно, учитывая конкретный вариант заготовки, алгоритм управления (в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения) для ИЧМ подсказывает оператору устройства ввести результаты измерений веса и толщины в конкретных зонах заготовки. Измерение толщины, по меньшей мере, представляет собой измерение максимальной толщины. Что касается зон, можно использовать любое количество и любую гранулярность, но предпочтительно, чтобы измеренные значения веса и толщины были получены для области литника, области с резьбой или области горлышка и промежуточной области корпуса (обычно цилиндрической) между литником и горлышком. Эта информация может быть введена в форме таблицы или, в противном случае, непосредственно на представительном или упрощенном изображении заготовки, которое генерируется на дисплее 88, как показано на фиг.4.

В случае необходимости алгоритм управления для ИЧМ дополнительно запрашивает информацию, относящуюся к диаметру литника, через который расплав подают в полость, общей длины формуемой детали и других существенных размеров заготовки, например внешний диаметр резьбы. Кроме того, оператор устройства предпочтительно должен вводить параметры устройства, относящиеся к ограниченному процессу, включая диаметр камеры разлива и количество полостей в форме. Плотность полимерного материала также предпочтительно получают для заданной рабочей температуры и давления, хотя алгоритм управления в соответствии с настоящим изобретением может использовать усредненное значение плотности. Кроме того, предпочтительные рабочие критерии в отношении давления при литье могут быть избирательно введены или загружены в ИЧМ. При более полном знании общих и конкретных установок и конфигурации устройства алгоритм управления и системный контроллер имеют больше возможностей определения исходных установок формы и устройства, приводя, таким образом, систему в исходное рабочее состояние, которое представляет собой лучшую аппроксимацию относительно оптимального или предпочтительного рабочего состояния.

Поскольку эффективность охлаждения холодной половины связана с разностью температур между ее контуром охлаждения и температурой полимерного материала, алгоритм в случае необходимости также должен компенсировать изменение рабочих температур холодной половины, хотя значения температуры контура охлаждения обычно попадают в пределы ограниченного диапазона от приблизительно 5°С до 25°С и поэтому оказывают минимальное влияние, если рассматривать их в контексте температуры расплавленного полимера в точке инжекции.

Ввод данных может быть ограничен идентичностью компонента при условии, что такая идентичность компонента использовалась контроллером устройства для получения доступа к справочной таблице, характеризующей рабочие параметры этого компонента.

На основе указанных выше идентифицированных данных алгоритм управления при расчете профиля заполнения применяет весовой коэффициент между различными зонами (имеющими разную толщину и структуру) для компенсации разных характеристик охлаждения и потока, возникающих из этих переменных структур зоны. Более конкретно, в аспекте настоящего изобретения учитывается, что предпочтительно обеспечить минимальное индуцированное напряжение и предпочтительно обеспечить отсутствие индуцированного напряжения в формуемой детали (например, в заготовке) и, кроме того, обеспечить постоянную вентиляцию газа из полости. На этом основании в аспекте настоящего изобретения стремятся обеспечить постоянную скорость заполнения, с которой фронт расплава (перемещающийся через полость) перемещается с постоянной скоростью или скоростью потока в каждой из зональных структур заготовки. После исходной установки для обеспечения или гарантирования постоянного потока, однако, может все еще потребоваться дополнительно уточнить некоторые параметры обработки (например, температуру расплава и положение поршня при литье) для компенсации несбалансированности системы, но настоящее изобретение направлено на уменьшение количества и, вероятно, диапазона таких параметров, которые требуется регулировать в ходе итеративного процесса проверки. Следовательно, в настоящем изобретении обеспечивается оптимизированная установка формы в течение сокращенного времени, причем в настоящем изобретении используются наставления, предоставленные изготовителем формы, для упрощения и возможного устранения итеративного процесса уточнения.

Алгоритм (работающий в контроллере 80 устройства) затем рассчитывает профиль заполнения, который, по меньшей мере, в первом приближении соответствует оптимальному профилю заполнения формы. Как будет теперь понятно, профиль заполнения включает в себя функциональные установочные точки для: i) управления временем перехода скорости инжекции (когда логическим устройством устройства выполняется управление с переходом от скорости к давлению); ii) скорости поршня; и iii) моментов времени, когда должны произойти переходы давления выдержки.

Алгоритм управления предпочтительно рассчитывает установочные точки для дополнительных операций устройства, включающие работу экструдера и функции охлаждения (как внутри формы, так и после формования).

В альтернативном варианте выполнения настоящего изобретения вместо ввода данных оператором в контроллер 80 устройства через ИЧМ 84 запоминающее устройство формы (или запоминающее устройство в соответствующих половинах формы) выполнено с возможностью загрузки информации о конфигурации формы в контроллер 80 устройства. В этом контексте информация о конфигурации формы относится к геометрии деталей и, в частности, к физическим параметрам требуемой формуемой детали (как указано выше). Загрузка может быть либо автоматической, или может выполняться во время установки формы и включения устройства, или может осуществляться при вмешательстве оператора устройства. В предпочтительном варианте выполнения информацию заготовки получают непосредственно из сохраненного чертежа конструкции, загруженного в запоминающее устройство, причем контроллер устройства включает в себя макрокоманду, которая выделяет размеры из электронного чертежа конструкции для заготовки, производимой в соответствии с указанным шаблоном.

Только после того, как загрузка будет закончена, алгоритм управления (в контроллере устройства) обеспечивает для оператора возможность модифицировать некоторые рабочие условия, в частности, в отношении операций, выполняемых устройством, например установки температуры полимера, скорости поршня и т.п. На основе количества полостей (которое может быть включено в сохраненные данные, содержащиеся в запоминающем устройстве, или может быть введено другим способом оператором устройства) алгоритм затем может рассчитать и установить профиль заполнения и, в частности, рабочие установочные точки для: i) управления временем перехода скорости инжекции (когда управление переходом скорости в давление выполняется логическими устройствами устройства; ii) скорости поршня; и iii) моментов времени, в которые должен происходить переход давления выдержки. После расчета алгоритм управления представляет на дисплее 88 ИЧМ 84 профиль заполнения и рабочие установочные точки в форме таблицы или в другой форме.

Информация, сохраненная в запоминающих устройствах, сохраняется первоначально во время изготовления компонента (с которым непосредственно ассоциировано запоминающее устройство). Во время восстановления или преобразования этого компонента, такого как холодная половина, коллектор выпускного желоба или конфигурация пакета, запоминающее устройство обновляют, записывая в него новые технические данные, включающие параметры детали.

Кроме того, в зависимости от доступной емкости для сохранения запоминающее устройство может включать в себя инструкции пользователя и соответствующие технические данные, которые избирательно доступны для контроллера устройства и которые позволяют отображать справочные документы в ИЧМ 84.

Работая в рабочей среде устройства, алгоритм управления обеспечивает сохранение резервных копий данных, сохраненных в запоминающем устройстве, локально в контроллере устройства. При отключении питания, хотя это и не существенно, предпочтительно выполняется синхронизация данных между формой и микросхемой, причем эта синхронизация предпочтительно выполняется так, что не происходит перезаписи существующих данных, которые используются с целью исторической оценки, описанной ниже.

В самом малом объеме запоминающее устройство должно включать в себя идентификационный номер компонента, который позволяет контроллеру устройства обращаться к базе данных по идентификационным номерам компонента для получения технически соответствующей информации о конфигурации. При использовании простых меток для компонента с идентификационным номером (или диапазоном идентификационных номеров) уровень информации и сложность запоминающего устройства компонента могут быть ограничены. Однако при использовании меток компонента такого рода требуется, чтобы системный контроллер периодически обновлялся с использованием справочной таблицы, которая сопоставляет номера компонентов с параметрами детали; причем это может быть выполнено путем избирательной загрузки информации в контроллер устройства (через Интернет) или из CD-ROM, периодически высылаемый заказчикам. Другими словами, номер компонента (например, формы) обеспечивает точку распознавания, которая может быть сопоставлена в базе данных рабочих параметров, к которым получил доступ контроллер устройства. В качестве альтернативы контроллер устройства может быть выполнен с возможностью обеспечения для оператора устройства непосредственного доступа к удаленной базе данных, содержащей список компонентов и их рабочие характеристики, и затем загрузки соответствующих функциональных параметров, что позволяет с помощью алгоритма управления рассчитать установочные параметры.

В качестве альтернативы вместо запоминающих устройств может использоваться идентификационная метка, такая как электронная или РЧ метка, которая позволяет уникально идентифицировать компонент, с которым она ассоциирована. Вместо запоминающих устройств также могут использоваться метки, сформированные в виде полосок со штрихкодом, содержащих информацию, которая может быть сканирована в контроллер устройства. В самой основной форме номер части компонента вводят вручную в контроллер устройства, в результате чего номер компонента сопоставляют в базе данных рабочих параметров при доступе к ней контроллера устройства.

В любой модификации установок устройства для конкретной формы такую модификацию сохраняют в запоминающем устройстве, ассоциированном с контроллером устройства. Кроме того, при использовании запоминающего устройства, установленного внутри формы, проверенные и потенциально оптимизированные вручную установки устройства сохраняют в запоминающем устройстве 86 или в компоненте формы или половины формы, что позволяет перемещать конфигурацию установки устройства при перемещении формы или половины формы в другое устройство.

Во всех случаях, либо при загрузке из запоминающего устройства внутри формы, или при вводе данных по команде оператора, алгоритм управления выполняет проверку данных и проверку предельных значений для гарантирования того, что полученные данные удовлетворяют требованиям к информации для алгоритма управления и рабочим параметрам для формовочного устройства. В случае возникновения какого-либо несоответствия, или в случае, когда алгоритм управления генерирует ошибку выхода за пределы диапазона, оператора устройства уведомляют с использованием сенсорного предупреждения через ИЧМ 84. Загрузка информации в запоминающее устройство, установленное внутри формы, в случае необходимости требует доступа к системе обеспечения безопасности в форме подтверждаемого пароля; это предотвращает ошибочную перезапись или умышленную подделку в отношении сохраненной информации формования.

В настоящем изобретении также рассматривается установка устройства на основе предыдущего опыта, полученного при работе с аналогичным устройством; это требует либо использования справочной таблицы, или непосредственного доступа к рабочим параметрам и спецификации оборудования локального формовочного устройства, в которое должен быть установлен новый компонент. При вводе информации параметра о форме или компоненте в контроллер устройства алгоритм управления идентифицирует несоответствие между рекомендованными установками устройства (сохраненными в запоминающем устройстве компонента) и возможностями работы локального формовочного устройства заказчика. При использовании ввода вручную через ИЧМ 84 или системной информации, доступной для контроллера устройства, алгоритм управления идентифицирует различия конфигурации, которые приводят к функциональным несоответствиям (в частности, в отношении установок), и предоставляет варианты выбора для преобразования установки на основе экстраполированных или проецируемых характеристик обработки устройств аналогичных систем, зарегистрированных в доступной справочной таблице или с использованием расчетов преобразования.

В качестве более конкретного примера новая форма, в которой установлена микросхема запоминающего устройства (то есть запоминающее устройство, установленное внутри формы), поддерживающая оптимизированные установочные данные рабочего процесса и данные конфигурации устройства, установлена в устройство заказчика. Используя данные оптимизированного процесса, сконфигурированного на испытательном оборудовании, которое имеет другую конфигурацию, чем устройство заказчика, например размер зажима и загрузочную камеру, алгоритм управления преобразует оптимизированные данные испытательного оборудования в оптимизированные данные устройства заказчика, используя набор уравнений или справочные данные, на основе параметров и характеристик устройства заказчика. Профиль заполнения и управление установочными точками для новой формы в устройстве заказчика, таким образом, модифицируются в первом приближении к оптимизированной установке. В качестве альтернативы алгоритм управления может осуществлять доступ к базе данных конфигурации устройства для идентификации более ранней конфигурации, наиболее близко напоминающей устройство заказчика. После того как аналогичное устройство будет идентифицировано, установка с помощью алгоритма управления устройства заказчика основывается на установках более раннего, но аналогичного устройства. В случае фундаментальной несовместимости между установками, использовавшимися во время испытаний, и устройством заказчика (что идентифицируется по существенным вариациям компонентов системы) алгоритм управления генерирует соответствующее предупреждение, которое представляет через ИЧМ 84.

В зависимости от доступной емкости запоминающего устройства запоминающее устройство, установленное в форме, в случае необходимости может включать в себя возможность доступа к истории обслуживания, включая заметки, сделанные во время технического обслуживания, относящиеся к конкретной форме или общие для всего типа формы.

В системе с полным набором датчиков контроллер 80 устройства выполнен с возможностью опроса различных компонентов системы для получения путем обмена информацией информации о том, какие компоненты и с какими рабочими параметрами подключены к системе. Контроллер устройства, таким образом, избирательно обращается к запоминающим устройствам, которые постоянно соединены с конкретными компонентами системы, такими как холодная половина, горячая половина или наборы, для получения необходимых данных конфигурации с целью последующих расчетов алгоритма управления установки.

В другом варианте выполнения каждый из основных компонентов системы имеет электронную метку, что обеспечивает для системного контроллера возможность опроса всех компонентов системы для идентификации рабочих параметров. Если контроллер устройства не может установить идентификацию достоверных данных или не может выполнить согласование протоколов обмена информацией, контроллер устройства может по умолчанию перейти к конфигурации, установленной вручную.

В системе, параметры которой определяются с помощью датчиков, с течением времени могут быть получены дополнительные преимущества путем отслеживания и записи данных, поступающих от датчиков. Множество датчиков 66-74, расположенных внутри или на устройстве для формования (в частности, внутри формы или плиты), накапливают данные, относящиеся к рабочим параметрам устройства, которые передают и сохраняют в запоминающем устройстве для последующего статистического анализа. Такой анализ может быть выполнен либо техническим оператором, получающим доступ к сохраненной информации через ИЧМ, или в противном случае путем загрузки сохраненной исторической информации о рабочих характеристиках устройства в удаленном месте, например в сервисном центре производителя. Благодаря получению исторических данных из множества устройств или форм изготовитель устройства может идентифицировать тенденции изменения рабочих характеристик в платформах своих продуктов и предпринимать соответствующие конструкционные изменения, в частности, для решения вопросов технического обслуживания, возникающих при частом повторении проблем.

Кроме того, понятно, что среда, параметры которой определяют с помощью датчиков, поддерживает управление с обратной связью рабочими процессами устройства.

Кроме того, в предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения используются датчики 66-74 для отслеживания и поддержки записи индивидуальных параметров цикла, таких как

a) количество циклов, выполняемых формой (или конкретными компонентами формы);

b) максимальный и средний приложенный тоннаж;

c) среднее значение и минимальное значение длительности цикла;

d) скорость инжекции;

e) среднее, максимальное и минимальное значения температур в различных частях половины формы и компонентах, включая систему распределения расплава, например систему выпускного желоба; и

f) другие элементы устройства и формы, такие как сигналы тревоги.

Основываясь на предыдущей истории, операторы, проводящие техническое обслуживание, могут получить доступ к информации, обозначающей, работало ли устройство и в течение каких периодов в соответствии со спецификацией.

Определяемая с помощью датчиков информация цикла сохраняется в запоминающем устройстве, ассоциированном с контроллером 80 системы, при этом информация, предпочтительно сохраняется путем последовательного обновления рассчитанных усредненных значений и абсолютных измерений с использованием самых последних данных, что, таким образом, позволяет ограничить общий размер запоминающего устройства.

При отслеживании устройства с помощью датчиков в предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения контроллер устройства имеет возможность составления отчетов (как представляемых через ИЧМ, так и в удаленный сервисный центр) о неизбежном или действительном отказе компонента. Оператор, проводящий техническое обслуживание в сервисном центре, может немедленно составить план технического обслуживания на основе информации, относящейся к вероятной проблеме, улучшая, таким образом, техническую поддержку для пользователя.

Централизованная база данных, такая как база данных 92 по фиг.2, предпочтительно регулярно обновляется с регистрацией информации обо всех новых компонентах формы и связанных с ними рабочих параметрах для поддержки развития полностью понятной технологической платформы. Имея информацию о возможностях компонентов, в логическое устройство для управления формовочным устройством могут быть добавлены дополнительные возможности интеллектуального управления для использования накопленной исторической информации и для оптимизации рабочих характеристик компонента путем предоставления дистанционного управления системой (с помощью контроллера системы) и повторной оптимизации процесса.

При использовании запоминающего устройства с возможностью записи контроллер устройства в случае необходимости может быть выполнен с возможностью записи номера устройства в запоминающее устройство для обеспечения исторического отслеживания движения формы. Для обеспечения постоянного обновления данных контроллер устройства дополнительно предоставляет пользователю указание во время установки устройства или установки формы на плиту, в результате чего определенную информацию вводят в контроллер и загружают в запоминающее устройство, ассоциированное с компонентом формы, например холодной половиной формы, или горячим выпускным желобом, или роботом.

Для решения потенциальных проблем, связанных с несовместимостью компонента (а также потенциального использования подделок и плагиата в отношении интеллектуальной собственности конструкции формы) в предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения контроллер устройства взаимодействуют с микросхемами запоминающего устройства, расположенными одновременно как в горячей половине 50, так и в холодной половине 52 формы. Без получения кода аутентификации, который устанавливает совместимость и происхождение компонента, работа формы полностью исключается или ограничивается выполнением основных функций, например, с тем, чтобы убедиться, что отсутствуют повреждения формы/устройства. В качестве альтернативы, в случае отсутствия такого подтверждения, контроллер устройства может быть выполнен с возможностью генерировать и в случае необходимости передавать отчет, который обозначает, что форма используется с возможным поддельным продуктом или аналогом. В некоторых случаях считается, что может быть предпочтительно всегда ассоциировать определенную горячую половину с определенной холодной половиной в качестве согласованной пары, в результате чего уникально кодированные и взаимодополняющие идентичные детали работают только вместе.

В другом аспекте настоящего изобретения благодаря расположению датчиков давления либо на поверхности формы, среди компонентов набора и/или относительно траектории силового закрывания плиты и соединительных стержней, предусматривается микропроцессорное управление, приложенное к тоннажу крышки зажима. Более конкретно, вместо приложения полного тоннажа к крышке в течение существенной части длительности цикла инжекции в настоящем изобретении предусматривается управление с обратной связью давлением зажима (используя управление гидравлическими поршнями или их функциональным эквивалентом) для динамического регулирования давления зажима, для отражения, то есть компенсации и предпочтительно небольшого превышения, мгновенного давления при инжекции. Предпочтительно в системе предусмотрен запас безопасности (предпочтительно избыточное давление приблизительно от 2% до 10%, но, по меньшей мере, не более, чем приблизительно от 25% до 50%) для обеспечения того, чтобы получалось и гарантировалось эффективное закрывание формы. Таким образом, система в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения потребляет меньше энергии, и уменьшается износ компонентов. Отслеживание давления может быть обеспечено с использованием установленных на поверхности датчиков и путем измерения гидравлического давления и/или давления в полости. В качестве альтернативы или в дополнение система также может отслеживать движение формы (и, в частности, место расположения формы и соединительных стержней).

На фиг.5 показано графическое представление прикладываемого тоннажа с течением времени. На этой схеме показаны два альтернативных подхода. В первом подходе повторяется профиль давления инжекции с течением времени, в результате чего приложенный тоннаж с течением времени изменяется в соответствии с управлением с обратной связью (обеспечиваемым путем отслеживания с помощью датчиков и измерений с использованием соответственно установленных датчиков давления).

Во втором подходе используется предварительно сохраненная или исторически накопленная информация о давлении инжекции и вместо изменения тоннажа прикладывают постоянный тоннаж. Однако вместо приложения всего возможного тоннажа зажима, который может быть приложен узлом зажима, во втором подходе используют максимально зарегистрированное/вероятное давление инжекции внутри формы (в соответствии с информацией, сохраненной в справочной таблице, ассоциированной с определенной конфигурацией формы), и затем это максимальное давление прикладывают с допуском безопасности от приблизительно 2% до 10%, идентифицируя, таким образом, оптимизированный тоннаж зажима. Контроллер устройства затем обеспечивает применение постоянного приложенного тоннажа (по существу, только в течение циклов инжекции и выдержки), который соответствует оптимизированному тоннажу зажима.

Кроме того, при использовании микросхемы запоминающего устройства (в дополнение к управлению с обратной связью для приложенного тоннажа) для определенной формы может быть сохранена заданная модель падения давления для конкретной конфигурации системы (систем). Следовательно, в результате опроса запоминающего устройства можно получить доступ и в систему управления можно загрузить профиль приложения тоннажа в качестве параметров управления. И снова, используя на этот раз смоделированный профиль тоннажа (который сам может быть основан на результатах, полученных эмпирически для различных типов формы и полостей), получают динамическое управление тоннажом относительно циклов инжекции и выдержки, уменьшая, таким образом, среднее давление, приложенное к компонентам формы.

Таким образом, в отношении прикладываемого к зажиму тоннажа датчики и/или микросхема запоминающего устройства позволяют контроллеру устройства прикладывать либо: i) минимальный тоннаж крышки на основе измерений давления; или ii) изменяемый тоннаж крышки с течением времени на основе либо измеренных физических параметров формы или формуемого изделия.

Поскольку контроллер устройства в конечном счете отвечает за управление устройством, предпочтительно, чтобы все запоминающие устройства и вспомогательные контроллеры управлялись контроллером устройства, обеспечивая, таким образом, получение функции с записью в одной точке.

Конечно, следует понимать, что приведенное выше описание представлено только в качестве примера и что модификации его деталей могут быть выполнены в пределах объема настоящего изобретения. Например, хотя предпочтительный вариант выполнения был сфокусирован на варианте выполнения настоящего изобретения в среде производства заготовок во множестве полостей, настоящее изобретение в равной степени может применяться в других технологиях, в которых формующая плита формы, ассоциированная с деталью, например, в среде технологии Thixomolding (товарный знак компании Thixomat)) заменяется с течением времени между множеством устройств, имеющих несколько отличающуюся конфигурацию системы. Аналогично, хотя предпочтительные варианты выполнения относятся к среде формования деталей из ПЭТ (полиэтилентерефталат), настоящее изобретение также применимо к другим средам формования из пластика и металла, например, формования из поликарбоната и технологии Thixomolding, соответственно.

Хотя предпочтительно, чтобы запоминающее устройство и устройства датчиков во время работы взаимно дополняли друг друга, следует понимать, что концепции настоящего изобретения, относящиеся к использованию запоминающего устройства (или ввода информации, идентифицирующей компонент в контроллер устройства), в любой из указанных выше процедур установки могут быть выполнены независимо от системы, работающей на основе датчиков.

Хотя предпочтительные варианты выполнения были сфокусированы на подробном пояснении в связи с использованием горячей и холодной половин формы, настоящее изобретение также можно использовать применительно к другим компонентам системы, например роботизированным компонентам.

1. Контроллер (80) формовочного устройства, работающий на основе данных, измеряемых с помощью датчика, индицирующего тоннаж крышки зажима, причем контроллер (80) устройства выполнен с возможностью динамического регулирования давления, приложенного к зажиму, для уравновешивания и предпочтительно некоторого превышения давления инжекции, отличающийся тем, что контроллер (80) устройства в ответ на измеренные значения давления в полости (12, 14) формы изменяет приложенное давление зажима, чтобы, по существу, повторять профиль давления инжекции в используемой рабочей среде формовочного устройства (10), содержащего формы (12,14).

2. Контроллер формовочного устройства по п.1, в котором контроллер (80) устройства выполнен с возможностью обеспечения управления с обратной связью приложенным давлением к зажиму на основе управления с помощью сигнала управления, передаваемого в гидравлические поршни формовочного устройства (10).

3. Контроллер формовочного устройства по п.3, в котором контроллер устройства выполнен с возможностью передачи сигнала управления, имеющего допуск безопасности избыточного давления, составляющий от приблизительно 2 до 10%, но не более чем от приблизительно 25 до 50%.

4. Способ работы формовочного устройства, содержащий отслеживание давления инжекции; динамическое изменение приложенного тоннажа зажима для уравновешивания и предпочтительно некоторого превышения отслеживаемого давления инжекции, отличающийся измерением давления в полости формы; и на основе давления в полости изменением прикладываемого давления к зажиму, по существу, для повторения профиля давления при инжекции.

5. Способ работы формовочного устройства (10) по п.4, дополнительно содержащий применение избыточного давления, которое обеспечивает то, что приложенное давление к зажиму будет превышать мгновенное давление инжекции не больше чем на 50%, предпочтительно не более чем на 20%, более предпочтительно не более чем на 10% и наиболее предпочтительно не более чем приблизительно на 2%.

6. Способ работы формовочного устройства (10) по п.4 или 5, дополнительно содержащий отслеживание, по меньшей мере, одного из:

гидравлического давления, давления в полостях, движения формы и местоположения соединительного стержня.

7. Устройство (10) для инжекционного формования, содержащее узел (16, 17, 21) зажима, выполненный с возможностью поддержания при использовании половин (12, 14) формы, которые периодически сводят вместе при приложении давления к зажиму во время работы узла зажима; датчики (68, 70, 72), связанные с узлом (16, 17, 21) зажима, причем эти датчики (68, 70, 72) выполнены с возможностью предоставления полученной с использованием датчиков индикации приложенного к зажиму тоннажа и давления инжекции, и контроллер (80) устройства, работающий на основе данных датчиков (68, 70, 72), причем устройство выполнено с возможностью динамического регулирования приложенного давления к зажиму для уравновешивания и предпочтительно некоторого превышения давления инжекции, отслеживаемого с помощью датчиков давления в полости формы, отличающееся тем, что датчики давления в полости формы соединены с контроллером устройства так, что приложенное к зажиму давление изменяется контроллером (80) устройства в соответствии с измеренным давлением в полости формы, в соответствии с чем приложенное к зажиму давление, по существу, повторяет профиль давления инжекции в пределах рабочей среды формовочного устройства.

8. Устройство инжекционного формования по п.7, в котором контроллер устройства (10) инжекционного формования дополнительно включает в себя гидравлические поршни, связанные с узлом (12, 14, 21) зажима, причем контроллер (80) устройства выполнен с возможностью управления приложенным давлением зажима путем управления с обратной связью гидравлическими поршнями.

9. Устройство инжекционного формования по п.10, в котором дополнительные датчики расположены рядом с, по меньшей мере, одним из: поверхности формы для отслеживания давления; гидравлической цепи для управления приложенным давлением к зажиму; компонента пакета для отслеживания давления; соединительного стержня для отслеживания местоположения.

10. Комбинация из контроллера формовочного устройства (80) и связанного с ним запоминающего устройства (76), в котором сохранена информация о давлении инжекции в процессе формования в форме (12, 14), причем контроллер устройства (80) выполнен с возможностью, при использовании, обращаться к информации о давлении инжекции для определения и управления величиной приложенного тоннажа, который должен быть приложен к форме во время процесса формования, отличающаяся тем, что контроллер устройства выполнен с возможностью ограничения тоннажа, приложенного к зажиму, одним из: максимального зарегистрированного давления инжекции с данной формой и наиболее вероятного давления инжекции в данной форме.

11. Комбинация из контроллера формовочного устройства (80) и связанного с ним запоминающего устройства (76) по п.10, в котором информация о давлении инжекции сохранена в запоминающем устройстве в виде справочной таблицы, которая ассоциирована, по меньшей мере, с одной конфигурацией формы.

12. Комбинация из контроллера формовочного устройства (80) и ассоциированного с ним запоминающего устройства (76) по п.10, в которой информация о давлении впрыска сохранена в виде заданной модели падения давления, по меньшей мере, для одной конфигурации формовочной системы.

13. Комбинация из контроллера формовочного устройства (80) и связанного с ним запоминающего устройства (76) по п.10, в которой контроллер устройства (80) выполняет динамическое управление тоннажом относительно циклов инжекции и выдержки.

14. Комбинация из контроллера формовочного устройства (80) и ассоциированного с ним запоминающего устройства (76) по п.10, в которой контроллер устройства (80) прикладывает избыточное давление, которое обеспечивает превышение приложенного к зажиму давления над мгновенным давлением инжекции не более чем приблизительно на 50%, предпочтительно не более чем на 20%, более предпочтительно не более чем на 10% и наиболее предпочтительно не более чем приблизительно на 2%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам формования веществ в гранулированном состоянии с применением нагрева и охлаждения, применяется преимущественно в литейном производстве для изготовления газифицируемых моделей из вспенивающегося полистирола и может быть использовано для изготовления тепловых изоляторов, упаковочной тары, различных наполнителей и всевозможных изделий низкой объемной плотности в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу формования зубных щеток и к устройству для осуществления способа. .

Изобретение относится к автоматизации переработки пластмасс и может быть использовано в литьевых машинах для литья под давлением пластических масс. .

Изобретение относится к технике автоматического управления и может быть использовано для управления технологическим процессом переработки пластмасс методом литья под давлением в химической промышленности, машиностроении и является усовершенствованием известного устройства по N1164056.

Изобретение относится к области управления литьевыми машинами с рычажными гидромеханическими устройства.ми запирания пресс-форм. .

Изобретение относится к нереработке нластмасс литьем под давлением и м.б. .

Изобретение относится к области автоматизации процессов переработки пластмасс . .

Изобретение относится к оборудованию для переработки пластмасс, в частности к системам управления литьевыми машинами. .

Изобретение относится к устройствам формования веществ в гранулированном состоянии и применяется преимущественно в литейном производстве для изготовления газифицируемых моделей из вспенивающегося полистирола.

Изобретение относится к области литейных машин, в частности, к оборудованию литья под давлением, и может быть использовано для запирания полуформ термполаставтоматов.

Изобретение относится к устройству замыкания формы для формовочной машины для пластмасс, приведенного в ограничительной части п. .

Изобретение относится к формозамыкающему устройству для машины для литья под давлением согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. .

Изобретение относится к области литьевых машин, в частности к оборудованию литья под давлением, и может быть использовано в механизмах запирания полуформ термопластавтоматов

Интеллектуальная среда формования и способ управления прикладываемым к зажиму тоннажем

Наверх