专利名称：包含压力均衡回路的注塑成型系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及注塑成型系统，更具体而言，涉及一种具有压力均衡回路的注塑成型系统。
背景技术：
已知的成型系统例子包括但不限于(I)HyPET (商标)成型系统，(2)QuadloC (商标)成型系统，(3) Hylectric (商标)成型系统，及G) HyMet (商标)成型系统，以上均由 Husky Injection Molding Systems Limited (地点力口拿大安大略省博尔顿；www. husky, ca)制造。一个模具可以在单次注塑中生产多个相同的部件。部件模具中的“压印”数量往往被错误地称作腔数。有一个压印的模具(亦称作工具)往往被称作单压印(即模腔)模具。有两个或多个相同部件模腔的模具可能会被称作多压印(模腔)模具。例如，一些产量极高的模具(如瓶盖模具)可以有超过1 个模腔。在一些情况下，多模腔模具将在同一个工具中成型一系列不同的部件。一些模具制造商将这些模具称作家族模具(所有部件统称)。聚对苯二甲酸乙二酯，通常简称PET、PETE，亦曾简称PETP或PET-P，是聚酯家族的一种热塑聚合树脂，在下列领域中得到广泛使用合成纤维、饮料、食品和其他液体容器、 加热成型，以及工程树脂(通常与玻璃纤维相结合)。取决于加工和受热历程，聚对苯二甲酸乙二酯可以以不定形(透明)和半结晶形态存在。取决于晶体结构和球晶大小，半结晶形态可能会呈现透明(球晶< 500nm)或不透明的白色(球晶大小达到数μ m)。其单体 (bis-β -hydroxyterephthalate)可以通过对苯二甲酸与乙二醇的酯化反应来合成，该反应生成副产物水；也可以通过乙二醇与对苯二甲酸二甲酯的酯交换反应来制得，此反应的副产物为甲醇。聚合通过单体缩聚反应来完成(在酯化/酯交换反应后立即完成)，同时生成副产物乙二醇(乙二醇直接在生产中回收利用)。世界上产出的PET大多数用于合成纤维(超过60%)，瓶子的生产占全球需求的30%左右。在纺织应用中，PET通常简单地被称作是“聚酯纤维”，“PET”这一称谓通常用于包装应用中。聚酯纤维产业规模占全球聚合物产业的18%左右，继聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)之后排在第三位。取决于厚度，PET可以是半刚性至刚性，质量非常轻。它是很好的气体阻隔材料和出色的水份阻隔材料，也是很好的酒精(需要额外的“屏障”处理)和溶剂阻隔材料。坚固抗震，天然无色，高度透明。PET 瓶是优秀的阻隔材料，广泛用于灌装软饮料。对于某些特殊的瓶子，PET在中间夹上额外的聚乙烯醇，以进一步降低其氧渗透性。
发明内容
发明人认为，所属技术领域的技术人员没有意识到一些与热流道系统相关的问题，而发明人认为下列问题可以通过非限制性实施例的各个方面得到解决第一个问题是，(已知的热流道系统中所使用的)气动阀门目前在注塑机告知电磁阀对空气环路施加/释放压力的时间与阀杆开始移动的时间之间有一定的固有延迟。造成这种时间延迟的原因是释放活塞一侧的压力(阀杆执行机构)，并对活塞另一侧施加压力，直至在活塞上有足够的差压来克服摩擦这一过程需要花费时间。第二个问题是，随着能源成本提高，产生操作已知的气动阀门热流道系统所需的压缩空气量可能会需要很高的成本，使用更多压缩空气的高模腔系统尤其如此。高模腔系统是一种在成型系统的每个成型周期中填充50-100个模腔(或更多)的成型系统，这种系统的应用实例之一是制造PET管胚。主权利要求中阐述了当前发明并归纳了其特点，从属权利要求则描述了其他非限制性特征。非限制性实施例的一个方面提供了一种注塑机100，该机器包括开放空气回路 110 ；闭合空气回路112 ；以及连接开放空气回路110和闭合空气回路112的压力均衡回路 118，压力均衡回路118被配置成在旁路操作模式中操作，通过回收利用(至少是部分)开放空气回路110和闭合空气回路112之间的空气压力，开放空气回路110和闭合空气回路 112之间的空气压力得到平衡(至少是部分)；以及在贯通操作模式中操作，独立控制开放空气回路110和闭合空气回路112中的空气压力。非限制性实施例的另一个方面提供了一种操作注塑机100的方法，包括在旁路操作模式以及贯通操作模式中操作压力均衡回路118。非限制性实施例的以上两个方面可用于(1)减少压缩空气使用量约50%。非限制性实施例提供的另一个技术效果是减少了注塑机向空气电磁阀(位于注塑机上)发送信号以开动气动阀门的时间与阀杆开始移动的时间之间的时间延迟量。按照非限制性实施例的一个方面，另一个技术效果是为注塑机提供了一个“即插即用”选项，无需改变注塑机控制器的编程。在查阅了本发明非限制性具体实施例的下列说明后，结合随附的图纸，业内专业人士可以清楚地了解非限制性实施例的以上方面以及其他方面和各种特征。
参照下列示例性(非限制性)实施例详细说明并结合随附图纸，可以更全面地了解本发明及其实施例，其中图1A、1B、1C和ID分别展示了按照第一个非限制性实施例、第二个非限制性实施例、第三个非限制性实施例和第四个非限制性实施例设计的注塑机100和热流道系统101 的图示，而注塑机100包括一个在静压操作模式中操作的压力均衡回路118(以下简称“回路 118，，)；图2展示了在旁路操作模式中操作的图IA回路118 ；图3展示了在贯通操作模式中操作的图IA回路118 ；图4展示了在静态操作模式中操作的图IA回路118 ；图5展示了在旁路操作模式中操作的图IA回路118 ；图6展示了在贯通操作模式中操作的图IA回路118 ；图7展示了在静态操作模式中操作的图IA回路118 ；图8A展示了与图IA回路118 —起使用的均衡控制器136的操作200 ；
图8B展示了与图IA回路118 —起使用的均衡控制器136的操作300 ；而图9展示了图8A和图8B的操作200和操作300的结合情况。图纸并不一定成比例，可能会用假想线、图形表示和片段视图例示。在某些例子中，对于理解实施例没有必要或者会致使其他细节难以理解的详细信息可能被忽略。
具体实施例方式现在将详细展示非限制性实施例。注塑机100和热流道系统101可能包含所属技术领域的技术人员已知的零件，这些已知的零件在此不予描述；这些已知的零件在下列参考书中至少部分地有所描述，例如(innjecti0n Molding Handbook (注塑成型手册)，作者OSSWALD/TURNG/GRAMANN(ISBN :3-446-21669-2)，(2)Injection Molding Handbook(注塑成型手册)，作者R0SAT0 AND R0SAT0 (ISBN :0-412-99381-3)，(3) Injection Molding Machines (注塑机)第 3版，作者J0HANNABER(ISBN 3-446-17733-7)及/或 Runner and Gating Design Handbook (热道和浇口设计手册)，作者BEAUMONT (ISBN 1-446-22672-9) 图1A、1B、1C和ID描述了分别按照第一个非限制性实施例、第二个非限制性实施例、第三个非限制性实施例和第四个非限制性实施例设计的注塑机100和热流道系统101 的图示。按照图1A、1B、1C和1D，(压力均衡)回路118被展示为在静态压力操作模式中操作。图2到图7将回路118展示为在其他操作模式中操作，这些模式在下文中联系各个图表的说明进行描述。简而言之，注塑机100包含(但不限于)(1)热流道系统101，(2)阀杆作动电磁阀114(下文简称“电磁阀114”，有时简称“阀”)，(3)选择性地与电磁阀114连接的空气压缩机116，(4)注塑机控制器124(下文简称“MM控制器124”)，及(5)回路118。在图IA 右下角，有一张较小(整体)的注塑机100示意图。更具体而言，热流道系统101包括(但不限于)(1)喷嘴组件102，(2)阀杆104， ⑶阀杆活塞106(下文简称“活塞106”)，(4)活塞加压室108，(5)开放空气回路110，及 (6)闭合空气回路112。通常而言，阀杆104与开放空气回路110和闭合空气回路112相连接，而阀杆104被配置成响应开放空气回路110和闭合空气回路112中的气压变化而移动。 具体而言，阀杆104位于喷嘴组件102内。活塞106与阀杆104相连。活塞加压室108被配置成可以容纳活塞106。活塞106是可移动的，使得阀杆104在阀杆关闭位置和打开位置之间移动。开放空气回路110与活塞加压室108相连。闭合空气回路112与活塞加压室 108相连。热流道系统101也包括垫模板111、歧管113和歧管板115等已知零件。喷嘴组件102将热流道系统101与模具组件(未描述但已知)连在一起。可滑动阀杆104位于喷嘴组件102内，可以在下列两者之间移动(a)阀杆关闭位置，在这个位置上，热熔料不从喷嘴组件102释放，及(b)阀杆打开位置，在这个位置上，热熔料从喷嘴组件102释放并流入到模具组件。活塞加压室108被配置成可滑动且密封地容纳活塞106。开放空气回路110 与活塞加压室108的一侧相连。闭合空气回路112与活塞加压室108的另一侧相连。开放空气回路110和闭合空气回路112被配置为与活塞加压室108互动。如下所述，MM控制器1 被配置成控制注塑机100、空气压缩机116和电磁阀114 的操作。I匪控制器IM包括(但不限于)(1)连接到空气压缩机116的第一输出202，及 ⑵连接到电磁阀114的第二输出204。电磁阀114的一个例子是NUMATICS INC.制造的4向空气阀组件(型号25,阀部件编号:253SA43AK)。图IA展示了第一个非限制性实施例，其中，均衡控制器136(下文简称“控制器 136”)包括(但不限于)(1)与MM控制器124的输出204相连的输入140，以及与回路 118相连的输出142。输出142用于控制压力均衡回路118。设想回路118可以多种方式控制，图1A、1B、1C和ID提供了如何控制回路118的四个例子。通常，回路118以下两种方式操作(1)旁路操作模式(如图2和图5中所展示)及(2)贯通操作模式(如图3和图 6所展示)。在旁路操作模式中，通过回收利用(至少是部分)开放空气回路110和闭合空气回路112之间的空气压力，使开放空气回路110和闭合空气回路112之间的空气压力得到平衡(至少是部分)。在贯通操作模式中，独立控制开放空气回路110和闭合空气回路 112中的空气压力(即独立于闭合空气回路112中的空气压力对开放空气回路110进行控制)。回路118有几种选项可用，例如回路118包括⑴控制器136与控制器124的结合，⑵仅有控制器136，无控制器124，(3)仅有控制器124，无控制器136，以及(4)既无控制器136也无控制器124(即控制器124、136与回路118分离)。按照图1A，具体而言，I匪控制器124的输出204与电磁阀114及控制器136相连。这种安排的理由是，在MM控制器124没有通过控制器136专门控制回路118的可用 (即空闲)输出的情况下，为控制回路118(通过控制器136)提供第一个选项。当MM控制器124的输出204用于控制电磁阀114时，控制器136感应输出204的状态变化，而通过这种方式，控制器136(通过输入140)可以知道电磁阀114的当前作动状态，继而控制器136 可以按下述方式控制回路118作出响应。按照图IA的展示，一个技术效果是为注塑机100 提供一个“即插即用”选项，无需改变MM控制器124的编程。按照图1B，控制器136包括(但不限于)(1)输入140，⑵输出142，(3)处理器 144，及(4)控制器可用媒介146。输入140被配置成连接MM控制器124的输出204。输出204连接电磁阀114。输出142被配置成连接回路118。处理器144与输入140和输出 142相结合。控制器可用媒介146与处理器144相连。控制器可用媒介146有形地体现了控制器可用指令148，后者被配置成指示处理器144控制压力均衡回路118。下文将进一步描述控制器可用指令148也被配置成指示处理器144，以便(1)基于输入140检测注塑机 100的周期时间，及(2)基于检测到的周期时间控制回路118。这些指令汇编自以所属技术领域的技术人员所知的计算机高级编程语言(如C++等)编写成的计算机高级程序指令。 据信，本详细说明为所属技术领域的技术人员编制控制器(例如控制器136和/或控制器 124)执行的指令提供了充足的详情。图IA展示了回路118将开放空气回路110和闭合空气回路112与电磁阀114连接在一起。回路118被配置成通过响应阀杆104的移动来回收利用(至少是部分)回路110 和112间的空气压力，以使回路110和112中的空气压力实现均衡。回路118包括(但不限于)(1)开放空气阀120，(2)闭合空气阀122，及(3)控制器136。阀120和122与控制器136提供了回路118的一个例子，而通过提供与阀120和122相同功能的其他结构配合控制器136，也可以实施回路118，所属技术领域的技术人员能够设计这些其他结构。开放空气阀120与开放空气回路110相连。闭合空气阀122与闭合空气回路112相连。控制器136与阀120和122及I匪控制器124相连。开放空气阀120和闭合空气阀122的一个例子是型号为56C-63-611JJ的阀(由MAC制造)，也被称作“提升阀”。控制器136包括有形体现指示控制器136控制阀门120和122的控制器可执行指令的控制器可读介质(也被称为“存储器”)。这些指令汇编自以所属技术领域的技术人员所知的流程编写成的计算机高级程序指令。控制器136的一个例子是(但不限于)1)型号为D0-05DD Micro PLC的可编程控制器(由日本东京KOYO ELECTRONICS INDUSTRIES CO.，LTD.制造)与(2)型号为EA1-S3MLW的操作接口(由C-MORE制造)相结合。阀120和122各自均包括(但不限于)=(I)Afi 132，及(2) Bfi 134。A 侧 132 禾口 B 侧 134 各自均包括(a)缸体端口 126，(b) 输入端口 128，和(c)排气端口 130。图IA展示了在静态压力操作模式中操作的回路118。阀杆104静止在阀杆关闭位置，热熔料不会从喷嘴组件102流入到模具组件(未描述但已知)。为了更简单地描述图纸中所描述的非限制性实施例，提供了回路110和112中存在的空气压力量的例子，但非限制性实施例并不限于所述的空气压力量，这些空气压力只是示例。闭合空气回路112的压力是IOOpsi (每平方英寸磅数)。开放空气回路110的压力是Opsi (亦称作“大气压力”)。 在静态压力操作模式中，没有空气流经电磁阀114与阀120和122。阀120和122(常开) 均有来自电磁阀114的进气，出气口连至热流道系统110上的开放空气回路110和闭合空气回路112，阀120和122的排气装置以管道互相连通。向电磁阀114发送信号之前，控制器136先向阀120和122发送信号，以(1)关闭阀120和122的进气端口，及(2)打开阀 120和122通向排气端口的出气端口。此后，受压空气在一定量的时间内从一侧通到另一侧，直至活塞106两侧空气压力相等，所以活塞106两侧没有差压。一旦关闭排气再打开进气，在电磁阀114改变的同时活塞106—侧会受压。因为发生通气，活塞106受压的一侧只需从最终操作压力的一半左右(而不是大气压力)增强，移动活塞106所需差压将更快形成，通过在均衡期间从一侧向另一侧通气(相对于现有技术中通常把所有压力排向大气)， 本系统使用约50%的压缩空气，每个周期比已知的热流道系统少用50%的压缩空气。图IB展示了第二个非限制性实施例，其中MM控制器IM包括与控制器136的输入140相连的第三个输出206。这种安排的理由是，在MM控制器IM有至少一个通过控制器136专门控制回路118的自由可用输出的情况下，提供控制回路118的第二个选项。在这种安排中，MM控制器1 使用单独的输出(204、206)来控制电磁阀114和回路118(通过控制器136)。按照图1B,控制器136包括(但不限于)(1)输入140，(2)输出142，(3) 处理器144，及(4)控制器可用媒介146。输入140被配置成连接MM控制器124的输出 (206) 0输出142被配置成连接压力均衡回路118。输出142用于控制压力均衡回路118的操作。控制器可用指令148亦被配置成指示处理器144，以便(1)基于输入140检测机器 100的周期时间，及(2)基于检测到的周期时间控制回路118。图IC展示了第三个非限制性实施例，其中未使用MM控制器IM来通过控制器 136控制回路118。这种安排的理由是，在回路118以任何方式均无法理想地随MM控制器 124改变或变动的情况下，提供控制回路118的第三个选项。在这种安排中，传感器138与控制器136相连。传感器138与回路110或112相连(S卩，位于回路118与电磁阀114之间)。输入140被配置成与传感器138相连，而传感器138与压力均衡回路118的一条输入空气管道相连；输出142被配置成与回路118相连，输出142用于控制压力均衡回路118 的操作。通过使用传感器138检测回路110和112的空气压力，控制器136可识别电磁阀114的操作。按照图1C，控制器136包括(但不限于)(1)输入140被配置成与传感器138 相连。传感器138与开放空气回路110或闭合空气回路112相连。输出142被配置成与回路118相连。控制器可用指令148亦被配置成指示处理器144，以便(1)基于输入140检测机器100的周期时间，及(2)基于检测到的周期时间控制回路118。图ID展示了第四个非限制性实施例，其中未使用控制器136，而IMM控制器IM用于通过I匪控制器124的输出206来控制回路118。这种安排的理由是，在通过移除控制器136，回路118无法理想地降低注塑机100的成本的情况下，提供控制回路118的第四个选项。按照图1D，MM控制器IM包括(但不限于)(1)第一输出202，(2)第二输出204， (3)第三输出206，(4)处理器M4，及( 控制器可用媒介对6。第一输出202被配置成与空气压缩机116相连。第一输出202用于控制控制空气压缩机116的操作。第二输出204 被配置成与电磁阀114相连。第二输出204用于控制阀杆作动电磁阀114的操作。第三输出206被配置成与压力均衡回路118相连。第三输出206用于控制压力均衡回路118的操作。处理器244与第一输出202、第二输出204、第三输出206相结合。控制器可用媒介M6 与处理器244相结合。控制器可用媒介246有形地体现了控制器可用指令对8，后者被配置成指示处理器244控制压力均衡回路118。控制器可用指令248被配置成指示处理器244 (1)确定注塑机100的周期时间，和(2)基于周期时间控制回路118。图2展示了在旁路操作模式中操作的回路118。具体而言，在旁路操作模式(相关描述见图2和5)，回路118 (1)将电磁阀114从回路110与回路112之间断开(至少是部分)，及⑵将回路110与回路112相连，通过回收利用(至少是部分)回路110与回路 112之间的空气压力，使回路110与回路112之间的空气压力得到平衡。在图2中，阀120 和122被置于旁路操作模式，其中阀120和122 :(1)将回路110和112与电磁阀114断开， 及(2)将回路110连到回路112。更具体来说，控制可用介质体现的指令指示控制器136以将阀120和122置于旁路操作模式一样的方式来控制阀120和122。在旁路操作模式中，闭合空气回路112的空气压力从IOOpsi降至50psi之间，而开放空气回路110的空气压力从零上升至50psi。在旁路操作模式下，空气压缩机116将不用于(1)降低闭合空气回路112 中的空气压力，及(2)增加开放空气回路110中的空气压力。事实上，在旁路操作模式下回路112中的空气压力将被释放到回路110，因为闭合空气回路112与开放空气回路110相连，因此，闭合空气回路112中的空气压力从IOOpsi降至50psi，而开放空气回路110中的空气压力从Opsi增加至50psi。在旁路操作模式下，空气压缩机116不运行。空气压力从活塞加压室108的顶部转移到活塞加压室108的底部，因此，这种安排使得活塞加压室108 顶部和底部的空气压力得到了平衡。显然，由于空气压缩机116在该模式下不工作，能源得到了节省，同时增加了回路110和112中的空气压力。图3展示了在贯通操作模式中操作的回路118。具体而言，在贯通操作模式中(相关描述见图3和6)，回路118 (1)将回路110与回路112断开并隔绝，及(2)将电磁阀114 与回路110和回路112相连，然后独立控制回路110和回路112中的空气压力，通过电磁阀 114和阀杆104的移动，便开动了空气压缩机116。还可以将回路118配置成通过在不使用空气压缩机116的情况下回收利用(至少是部分)回路110和回路112之间的空气压力， 从而使回路110和回路112之间的空气压力得到平衡。在图3中，活塞106从阀杆关闭位置移动到了打开位置。开始时，阀杆104位于关闭位置。控制器136操作或控制阀120和122，以便在贯通操作模式下操作阀120和122，其中操作回路118的阀120和122以一定方式操作，以实现⑴将回路110和112与电磁阀114相连，及(2)将回路110与回路112 隔绝。I匪控制器124控制或操作电磁阀114和空气压缩机116，所以(1)电磁阀114与空气压缩机116相连，及⑵空气压缩机116向电磁阀114供应空气压力(如lOOpsi)，在这种安排下，增压后的空气从电磁阀114进入阀120。控制器136控制回路118，所以(1) 阀120将空气压力从电磁阀114传入回路110，使回路110中的空气压力从50psi增加至 lOOpsi，及O)阀122将空气压力传入周围环境中，使回路112中的空气压力从50psi降至 Opsi (即周围环境压力)。图4展示了在静态操作模式中操作的回路118，其中，阀杆104被定位于完全打开位置，使热熔料可继续从喷嘴组件102流入模具组件。现将回路110静止地保持(或维持) 在lOOpsi，并将回路112维持在Opsi。图4和图5将做进一步展示，并非只是在字面上展示阀杆104的打开，而是事实上阀杆104的确被打开了，而图4和图5仅用于展示回路118 的操作模式，而不一定需要展示阀杆104本身是否打开或关闭。图5展示了在旁路操作模式中操作的回路118。阀杆104位于打开位置。未操作空气压缩机116来向电磁阀114提供空气压力。指示控制器136控制阀120和122，从而使阀120和122:(1)将电磁阀114与回路110和112断开或隔离，及⑵将回路110与回路 112相连，这种安排导致回路110中的空气压力从IOOpsi降至50psi，而回路112中的空气压力从Opsi升至50psi。图6展示了在贯通操作模式中操作的回路118。阀杆104从打开位置移动到关闭位置。操作空气压缩机116为电磁阀114提供空气压力，控制器136控制阀120和122，以 (1)将电磁阀114与回路110和112相连，及(2)从回路112中隔离回路110，使回路110 中的空气压力进一步从50psi减少至Opsi，回路112中的空气压力进一步从50psi增加至 lOOpsi。图7展示了在静态操作模式操作的回路118，回路110中的空气压力维持在Opsi， 回路112中的空气压力维持在lOOpsi。阀杆104处于在完全闭合位置，防止热熔料从喷嘴组件102流入到模具组件。图8A展示了控制器136在与图1中的回路118—起使用时的操作200。1.图8A、 8B和图9中展示的操作可以实施为由I匪控制器124 (如图ID中所展示)或控制器136 (如图1A、1B和IC中所展示)执行指令。发明人已经发现，在驱动阀杆104移动之前均衡开放空气回路110和闭合空气回路112之间的空气压力将造成(1)阀作动时间减少高达约 60% (鉴于已知的热流道系统)，(2)空气消耗量减少高达约50% (鉴于已知的热流道系统)，以及电磁阀114发出的排气噪声降低高达约IOdb (分贝)。发明人认为，没有已知的热流道系统用于执行开放空气回路110和闭合空气回路112之间的空气压力的均衡。在已知的热流道系统中，通常为了集成控制器，注塑机100可能需要额外的输出信号。在已知的热流道系统(未描述)中，为了使用电磁阀驱动阀杆，已知注塑机的已知控制器向已知电磁阀发送数字输出信号。已知控制器可以监控数字输出信号，但关键在于知道热流道系统何时要均衡空气压力。对于使用这种集成的已知热流道系统，已知控制器需要额外的输出信号，以便知道(1)何时打开和关闭模具组件(未描述但已知)，及(2)何时在自动操作模式中操作已知注塑机，但不幸的是，这种安排会增加成本和装置复杂性。因此，已知控制器不能真正实现“即插即用”操作。另一方面(有利的方面)，图1的控制器136(按照非限制性实施例各个方面操作) 作为一个真正的“即插即用”控制器运行。回路118的优势是，它不会妨碍安装在多数已知注塑机上的二位电磁阀的正常操作。由于阀120和122通常处于打开状态，所以阀杆104正常会循环，如同没有安装回路118。控制器136利用这种现象，让注塑机在控制器136没有任何输出的情况下运行。注塑机在手动操作模式中运行(或操作)时，控制器136将监控数字输出信号，但不会均衡(回路110和112中的)空气压力，因为向阀120和122的输出信号不一致。向阀120和122的输出信号一致时(例如，在规定时间的三个循环周期内)， 控制器136可以实现注塑机在一致的自动操作模式中操作。控制器136基于向电磁阀114 的输出信号(或在传感器138上感应到的空气压力增加)计算了循环周期时间。因为在注塑机上循环周期时间可重复(例如，在0. 02秒内重复)，控制器136可以预测发生下一个作动周期的时间。控制器136会在下一个作动周期前预先均衡回路110和112。这种安排可以减少空气用量，降低噪音，并提供更快的阀杆作动。接收到循环阀杆104的信号时，控制器136将关闭回路118，从而让阀杆104循环。控制器136获知注塑机的周期时间并利用数字输出信号控制回路118，最好是(1)注塑机100向电磁阀114发出的数字输出信号，或 MM控制器124的输出信号，或者(2)如果使用传感器138来感应回路110或112中的空气压力，则无需输出信号。技术优势在于，通过使用可以自己给出注塑成型周期所需时间量的控制器136，需要的唯一输入信号是⑴打开阀杆的信号，及/或(2)关闭阀杆的信号，或 (3)根本不需要任何信号。另外，如果加工工程师改变注塑机的循环周期，控制器136将自动更新至新的循环周期，流程工程师从而可以无须用新的循环周期时间对控制器进行重新编程。控制器136自动控制热流道系统101中回路110和112的均衡。注塑机在自动操作模式中操作时，控制器136将自己给出周期时间，然后在收到作动连接活塞106的阀杆 104的信号前，将已知时间用于均衡热流道系统101，以确保活塞106的差压为零。控制器 136将连续监控并给出(注塑机100的)周期时间，确保在决定启用/禁用回路118时考虑到周期时间的任何变化。这种安排将输入要求限于阀杆打开、阀杆关闭以及机器自动操作模式。现在来看图8A，操作200包括(但不限于)(1)操作210，(2)操作212，(3)操作 214，(4)操作216，及(5)操作218。操作212、214和216的目的是(a)确定开放和关闭周期时间，及(b)基于连续三个相等的(在用户可调整的公差范围内)周期时间，确定注塑机是否在自动操作模式中运行。操作218的目的是均衡阀控制(利用用户可调整的均衡时间)。操作210包括(但不限于)监控操作，包括监控(1)阀杆和气动阀门信号，或(2) 图IC的转换器或传感器138 (如气动压力传感器)。操作212包括(但不限于)高/低确定操作，包括确定如果从低到高转变表示阀杆104打开周期的开始时间，则启动阀杆打开周期定时器，然后转到操作214，否则转到操作 210。操作214包括(但不限于)高/低确定操作，包括确定如果从高到低转变表示阀杆104打开周期结束，则停止阀杆打开周期定时器，将时间值储存在打开时间缓冲器中，然
13后转到操作216，否则转到操作212。操作216包括(但不限于)一个比较操作，包括比较缓冲器中的最后三次关闭时间，如果所有三个值都相等(即在公差限度内)，则启用打开周期均衡(即将回路118的操作模式从旁路操作模式改为贯通操作模式)，并计算平均打开周期时间，否则禁用打开周期均衡。计算周期时间的原因是确定周期时间是否稳定。如果周期时间稳定，则在贯通操作模式中使用回路118，而如果周期时间不稳定(即机器100在进行某种转变操作)，可能需要更多时间来将周期时间稳定在一致的水平。最好是确保周期时间稳定。在周期时间不稳定时，算法将“了解”周期时间，同时将回路118保持在旁路操作模式中。在阀杆104移动之前，回路118最好是“预先均衡”空气压力；即在阀杆104移动之前进行空气压力均衡(如此，算法预测使用贯通操作模式改变空气压力的需要，并在阀杆104移动之前改变回路110 和112中的空气压力)。操作218包括(但不限于)确定操作，包括确定如果打开周期均衡启用，则在(“打开周期平均时间”减去“均衡时间”)< =“打开周期定时器” < =“打开周期平均时间”(即打开周期平均时间和均衡时间之间的差小于或等于打开周期定时器，打开周期定时器小于或等于打开周期平均时间)时启动阀120，122(均衡回路110、112中的空气压力)，然后转到操作210。图8B展示了与图1的回路118配合使用的控制器136的操作118。1.操作312， 314，316目的是确定打开周期时间和关闭周期时间以及基于连续三个相等的(在用户可调整的公差范围内)周期时间来确定注塑机100是否在自动操作模式中运行。操作318的目的是利用用户可调整的均衡时间进行阀均衡控制。操作210在操作312执行之前执行。操作210包括(但不限于)监控操作，包括监控(a)阀杆104和气动阀信号，或(b)传感器138(例如，气动压力传感器)。操作312包括(但不限于)确定如果从高到低转变表示阀杆104闭周期开始，则启动阀杆关闭周期定时器，然后转到操作314。操作314包括(但不限于)确定如果从低到高转变表示阀杆104周关期结束，则停止阀杆关闭周期定时器，将时间值储存到关闭时间缓冲期中，然后转到操作316。操作316包括(但不限于)一个比较操作，包括比较缓冲器中的最后三次关闭时间，如果所有三个值都相等(即在公差限度内)，则在关闭周期启用回路18(即均衡回路 110,112的空气压力)并计算关闭周期时间的平均时间，否则在关闭周期禁用空气压力均衡，然后转到操作318。操作318包括(但不限于)确定如果启用“关闭周期均衡”，则在(“关闭周期平均时间”减去“均衡时间”)< =“关闭周期定时器” < =“关闭周期平均时间”(8卩“关闭周期平均时间”和“均衡时间”之间的差小于或等于“关闭周期定时器”中的值，“关闭周期定时器”小于或等于“关闭周期平均时间”)时启动阀120，122，然后转到操作210。图9展示了图8A和图8B的操作200和操作300的结合情况。可以先进行操作212 然后再进行操作312 (如图9所示)，或者先进行操作312，然后再进行操作212 (未描述)。均衡空气设计的另一个方面是能够检测到阀杆卡住。在回路110、112中有初始系统体积和最终体积。阀杆打开时，初始体积是阀杆104处于关闭位置的体积。最终体积是阀杆104处于打开位置的体积。最终体积始终比初始体积大每个阀杆冲程空气体积(即活塞的面积乘以活塞的冲程长度)。回路118均衡空气压力时，是在初始打开体积/最终关闭体积或初始关闭体积/最终打开体积之间均衡。正常操作中，这些体积不会变化，均衡后的空气压力应是一致的。如果出于某种原因，阀杆104被卡住，则会改变打开和关闭系统的初始体积和最终体积。另外，这也会影响均衡压力。通过测量和比较每个周期的均衡压力，可以检测到阀杆104是否被卡住(即不移动)。可能无法知道具体哪个阀杆被卡住了，但是， 这种算法可以知道某个未识别的阀杆被卡住了。如果要在阀杆被卡住的情况下继续使用注塑机100(这需要关闭被卡住阀杆的升降)，终端用户将能够按新的系统体积重新调整系统 (即初始打开、最终打开、初始关闭、最终关闭)。通过重新调整软件(指令)，终端用户在下一个阀杆被卡住时应能够发现。 上文介绍了一些关联较大的非限制性实施例。本发明可用于许多应用领域。因此，尽管描述是针对特定的安排和方法，但本发明的意图和概念适合并适用于其他安排和应用。对于所属技术领域的技术人员而言，显然无需偏离本发明的精神和范围即可对所披露之非限制性实施例进行修改。所描述的非限制性实施例应解释为只是例示了本发明的一些较突出的特征和应用。通过以另其他方式应用所披露的本发明或者以熟悉本发明所属技术领域的人已知的方式修改本发明，可以实现其他有利结果。这包括在本说明书中明确设想之各个非限制性实施例之间混合和搭配特征、要素及/或功能，除非上文另有说明。
权利要求
1.一种注塑机(100)，其包括 开放空气回路(110)； 闭合空气回路(112)；以及压力均衡回路(118)连接开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)，压力均衡回路 (118)被配置成在旁路操作模式中操作，至少部分通过回收利用开放空气回路(110)和闭合空气回路 (112)之间的空气压力，开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)之间的空气压力至少部分得到平衡；以及在贯通操作模式中操作，独立控制开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)中的空气压力。
2.一种注塑机(100)，其包括 空气压缩机(116)；阀杆作动电磁阀(114)与空气压缩机(116)连接；热流道系统(101)，包括(1)开放空气回路(110) ； (2)闭合空气回路(112)，以及(3) 阀杆(104)连接着开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)，并且阀杆(104)被配置成响应开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)中的气压变化而移动；以及连接开放空气回路(110)、闭合空气回路(112)和阀杆作动电磁阀(114)的压力均衡回路(118)，压力均衡回路(118)被配置成在旁路操作模式中操作，其中，压力均衡回路(118) (1)从开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)中至少部分断开阀杆作动电磁阀(114)，及⑵将开放空气回路(110)连到闭合空气回路(112)，至少部分通过回收利用(至少是部分)开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)之间的空气压力，开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)之间的空气压力至少部分得到平衡；及在贯通操作模式中操作，其中，压力均衡回路(118) (1)将开放空气回路(110)从闭合空气回路(112)中断开并隔离，及(2)将阀杆作动电磁阀(114)连接到开放空气回路(110) 和闭合空气回路(112)，独立控制开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)中的空气压力，使得空气压缩机(116)通过阀杆作动电磁阀(114)来驱动阀杆(104)的移动。
3.如权利要求2中的所述注塑机(100)，其特征在于压力均衡回路(118)被配置成至少部分通过回收利用开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)之间的空气压力来至少部分均衡开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)之间的空气压力，不使用空气压缩机(116)。
4.如权利要求2中的所述注塑机(100)，其特征在于 压力均衡回路(11 包括开放空气阀(120)； 闭合空气阀(122)；及控制器(136、124)与开放空气阀(120)和闭合空气阀(122)相连。
5.一种均衡控制器(136)，其包括输入(140)被配置为连接注塑机控制器(124)的输出004)，输出(204)连接阀杆作动电磁阀(114)；输出(142)配置成连接压力均衡回路(118)，输出(142)用于控制压力均衡回路 (118)；处理器(144)，其与输入(140)和输出(142)相连；以及控制器可用媒介(146)与处理器(144)相连，以及有形体现的控制器可用指令(148) 被配置成指示控制器(144)以控制如权利要求2中的所述注塑机(100)的压力均衡回路 (118)。
6.如权利要求5中的所述均衡控制器(136)，其特征在于 控制器可用指令(148)被配置成指示处理器(144)，以 基于输入(140)检测注塑机(100)的周期时间，以及基于检测到的周期时间控制压力均衡回路(118)。
7.一种均衡控制器(136)，其包括输入(140)，其被配置成连接注塑机控制器(124)的输出(206)；输出(142)配置成连接压力均衡回路(118)，输出(14 用于控制压力均衡回路(118)； 处理器(144)，其与输入(140)和输出(142)相连；以及控制器可用媒介(146)与处理器(144)相连，以及有形体现的控制器可用指令(148) 被配置成指示控制器(144)以控制如权利要求2中的所述注塑机(100)的压力均衡回路 (118)。
8.如权利要求7中的所述均衡控制器(136)，其特征在于 控制器可用指令(148)被配置成指示处理器(144)，以 基于输入(140)检测注塑机(100)的周期时间，以及基于检测到的周期时间控制压力均衡回路(118)。
9.一种均衡控制器(136)，其包括输入(140)，其被配置成连接传感器(138)，传感器(138)连接压力均衡回路(118)的空气输入线；输出(142)配置成连接压力均衡回路(118)，输出(142)用于控制压力均衡回路 (118)；处理器(144)，其与输入(140)和输出(142)相连；以及控制器可用媒介(146)与处理器(144)相连，以及有形体现的控制器可用指令(148) 被配置成指示控制器(144)以控制如权利要求2中的所述注塑机(100)的压力均衡回路 (118)。
10.如权利要求9中的所述均衡控制器(136)，其特征在于 控制器可用指令(148)被配置成指示处理器(144)，以基于输入(140)检测注塑机(100)的周期时间，以及基于检测到的周期时间控制压力均衡回路(118)。
11.一种注塑机控制器(1 )，其包括第一输出002)，其被配置成连接空气压缩机(116)，第一输出(202)用于控制空气压缩机(116)；第二输出004)，其被配置成连接阀杆作动电磁阀(114)，第二输出(204)用于控制阀杆作动电磁阀(114)；第三输出006)，其被配置成连接压力均衡回路(118)，第三输出(206)用于控制压力均衡回路(118)；处理器(M4)与第一输出002)、第二输出(204)和第三输出(206)相连；以及； 控制器可用媒介(M6)与处理器(M4)相连，以及有形体现的控制器可用指令(M8) 被配置成指示控制器044)以控制如权利要求2中的所述注塑机(100)的压力均衡回路 (118)。
12.如权利要求11中的所述注塑机控制器(IM)，其特征在于 控制器可用指令(M8)被配置成指示处理器(M4)，以确定注塑机(100)的周期时间，以及基于检测到的周期时间控制压力均衡回路(118)。
13.一种注塑机(100)，其包括 热流道系统(101)，包括喷嘴组件(102)；位于喷嘴组件(102)内的阀杆(104)； 连接阀杆(104)的阀杆活塞(106)； 被配置成容纳阀杆活塞(106)的活塞加压室(108)； 连接活塞加压室(108)的开放空气回路(110)；以及连接活塞加压室(108)的闭合空气回路(112)； 阀杆作动电磁阀(114)；选择性连接阀杆作动电磁阀(114)的空气压缩机(116)； 注塑机控制器(1 )，包括 连接空气压缩机(116)的第一输出Q02)；以及连接阀杆作动电磁阀(114)的第二输出004)，注塑机控制器(124)被配置成控制空气压缩机(116)和阀杆作动电磁阀(114)；以及连接开放空气回路(110)、闭合空气回路(112)和阀杆作动电磁阀(114)的压力均衡回路(118)，压力均衡回路(118)被配置成在旁路操作模式中操作，其中，压力均衡回路(118) (1)从开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)中至少部分断开阀杆作动电磁阀(114)，及(2)将开放空气回路(110)连到闭合空气回路(112)，至少部分通过回收利用开放空气回路(110)和闭合空气回路(112) 之间的空气压力，开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)之间的空气压力至少部分得到平衡(；及在贯通操作模式中操作，其中，压力均衡回路(118) (1)将开放空气回路(110)从闭合空气回路(112)中断开并隔离，及(2)将阀杆作动电磁阀(114)连接到开放空气回路(110) 和闭合空气回路(112)，独立控制开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)中的空气压力，使得空气压缩机(116)通过阀杆作动电磁阀(114)来驱动阀杆(104)。
14.一种注塑机(100)操作方法，包括 在旁路操作模式中操作，包括从开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)中至少部分断开阀杆作动电磁阀(114)， 阀杆作动电磁阀(114)连接空气压缩机(116)，开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)与阀杆(104)相连，阀杆(104)被配置成响应开放空气回路(110)和闭合空气回路(112) 中的气压变化而移动；将开放空气回路(110)连到闭合空气回路(112)，至少部分通过回收利用开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)之间的空气压力，开放空气回路(110)和闭合空气回路 (112)之间的空气压力至少部分得到平衡；以及在贯通操作模式中操作，包括将开放空气回路(110)从闭合空气回路(112)中断开并隔离；及将阀杆作动电磁阀(114)连接到开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)，使得空气压缩机(116)通过阀杆作动电磁阀(114)来驱动阀杆(104)的移动。
全文摘要
非限制性实施例的一个方面提供了一种注塑机(100)，包括开放空气回路(110)；闭合空气回路(112)；以及连接开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)的压力均衡回路(118)，压力均衡回路(118)被配置成在旁路操作模式中操作，通过回收利用(至少是部分)开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)之间的空气压力，开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)之间的空气压力得到平衡(至少是部分)；以及在贯通操作模式中操作，独立控制开放空气回路(110)和闭合空气回路(112)中的空气压力。
文档编号B28B1/00GK102427920SQ201080022013
公开日2012年4月25日 申请日期2010年5月12日 优先权日2009年5月29日
发明者保罗·R·布莱斯, 安吉洛·米尔, 托马斯·安东尼·圣格莱斯, 西恩·亚瑟·蔡斯 申请人:赫斯基注塑系统有限公司