下述系统和方法大体上涉及远程控制器的领域，所述远程控制器用于控制设备的本地反馈控制器。
背景技术：
注射模制常用于制造由热塑性聚合物等可熔材料制成的零部件。为了促进这些零部件的注射模制，将固体塑料树脂引入到容纳往复式螺杆的受热筒中。受热筒和往复式螺杆协作以促进塑料的熔融，且将熔融塑料注射到模腔中以用于形成所要形状。常规上，注射模制机包含在模制工艺期间控制各种组件的控制器。
技术实现要素：
根据一个实施例，提供一种操控用于设备的本地反馈控制器的反馈信号的方法。所述设备另外包括作为对本地控制器的改装的远程控制器。所述方法包括：在传感器处感测所述设备的致动单元的受控变量，且通过所述传感器基于所述受控变量生成反馈信号。在所述远程控制器处，所述方法另外包括：接收所述反馈信号；基于所述反馈信号生成控制信号；将所述控制信号与所述反馈信号组合为修改后反馈信号，且将所述修改后反馈信号作为所述反馈信号的替代传输到所述本地控制器。所述方法另外包括：在所述本地控制器处，至少部分地基于所述修改后反馈信号来控制所述设备的所述致动单元的操作。
根据另一实施例，提供一种控制注射模制设备的受控变量的方法。所述注射模制设备包括受热筒、注射轴、致动单元和本地控制器。所述致动单元以可操作方式与所述注射轴耦合，且配置成促进所述注射轴相对于所述受热筒的操作。所述方法包括：在传感器处感测所述注射轴的受控变量，且通过所述传感器基于所述受控变量生成反馈信号。在所述远程控制器处，所述方法包括：接收所述反馈信号；比较所述注射轴的所述受控变量与所要受控变量设定值；基于所述受控变量和所述所要受控变量设定值来生成控制信号；将所述控制信号和所述反馈信号组合为修改后反馈信号；以及将所述修改后反馈信号作为所述反馈信号的替代传输到所述本地控制器。在所述本地控制器处，所述方法另外包括至少部分地基于所述修改后反馈信号来控制所述致动单元的操作。
根据另一实施例，一种注射模制设备包括这样的注射模制设备：其包括受热筒、注射轴、致动单元、夹持单元、喷嘴、本地控制器、远程控制器和传感器。所述注射轴安置在所述受热筒中，且配置成相对于所述受热筒旋转。所述致动单元以可操作方式与所述注射轴耦合，且配置成促进所述注射轴相对于所述受热筒的操作。所述夹持单元用于模具。所述夹持单元与所述受热筒相关联。所述喷嘴安置在所述受热筒的一端处，且配置成将所述受热筒的内容物分配到所述夹持单元。所述本地控制器与所述致动单元通信，且配置成促进所述注射轴的操作。所述远程控制器与所述本地控制器通信。所述传感器与所述远程控制器通信，且配置成感测所述注射轴的受控变量。所述远程控制器配置成检测来自所述传感器的所述受控变量且比较所述受控变量与所要受控变量设定值。所述远程控制器还配置成：基于所述受控变量和所述所要受控变量设定值而生成控制信号；将所述控制信号与所述反馈信号组合为修改后反馈信号；以及将所述修改后反馈信号作为第一反馈信号的替代传输到所述本地控制器。所述本地控制器配置成基于所述修改后反馈信号来控制所述致动单元的操作。
附图说明
相信根据以下结合附图所进行的描述将能更好理解某些实施例，在附图中：
图1是描绘根据一个实施例的注射模制设备的示意图；以及
图2是描绘图1的注射模制设备的与远程控制器相关联的本地控制器的框图。
具体实施方式
本文公开的实施例大体上涉及系统、机器、产品和通过注射成型产生产品的方法，且更具体地说，涉及系统、机器、产品和通过低的大体上恒定的压力注射成型产生产品的方法。
如本文相对于热塑性材料的熔体压力所使用的术语“大体上恒定的压力”意指与基准熔体压力的偏差并不产生热塑性材料物理性质的有意义改变。举例来说，“大体上恒定的压力”包含但不限于熔融热塑性材料的黏度不会由此产生有意义改变的压力变化。在这方面，术语“大体上恒定”包含偏离基准熔体压力大约30％的偏差。举例来说，术语“大约4600psi的大体上恒定的压力”包含在约6000psi(比4600psi高30％)到约3200psi(比4600psi低30％)的范围内的压力波动。只要熔体压力波动不超过所述压力的30％，就认为熔体压力大体上恒定。
结合图1到2的视图和实例，其中相同编号在整个视图中指示相同或对应元件，图1示出用于产生注塑件的注射模制设备10。注射模制设备10可包含注射模制单元12，所述注射模制单元包含料斗14、受热筒16、往复式螺杆18和喷嘴20。往复式螺杆18可安置在受热筒16中，且配置成相对于受热筒16而往复运动。致动单元22可以可操作方式耦合到往复式螺杆18以促进往复式螺杆18的受驱动往复。在一些实施例中，致动单元22可包括液压马达。在一些实施例中，致动单元22可包括电动马达。在其它实施例中，致动单元可另外或替代地包括阀、流量控制器、放大器或各种用于注射模制设备或非注射模制设备的其它合适的控制装置中的任一种。热塑性球粒24可放置到料斗14中且馈送到受热筒16中。一旦处于受热筒16内部，热塑性球粒24就可被加热(例如到约130℃到约410℃之间)且熔融以形成熔融热塑性材料26。往复式螺杆18可在受热筒16内往复运动以将熔融热塑性材料26推动到喷嘴20中。
喷嘴20可与模具28相关联，所述模具具有协作以形成模腔34的第一模具部分30和第二模具部分32。夹持单元36可支撑模具28，且可配置成使第一模具部分30和第二模具部分32在夹持位置(未示出)与未夹持位置(图1)之间移动。当第一模具部分30和第二模具部分32处于夹持位置时，来自喷嘴20的熔融热塑性材料26可提供到由第一模具部分30限定的浇口(gate)38且进入模腔34中。当模腔34被填充时，熔融热塑性材料26可呈模腔34的形式。一旦模腔34被充分填充，往复式螺杆18可停止，且准许熔融热塑性材料26在模具28内冷却。一旦熔融热塑性材料26冷却且固化，或至少部分固化，则第一模具部分30和第二模具部分32可移动到其未夹持位置以允许从模具28移除模制部件。在一些实施例中，模具28可包含多个模腔(例如34)以增大总体产生速率。
夹持单元36可在模制工艺期间施加大约1000p.s.i.到大约6000p.s.i.的范围中的夹持力以使第一模具部分30和第二模具部分32在夹持位置保持在一起。为了耐受这些夹持力，在一些实施例中，模具28可由具有大于约165bhn到小于260bhn的表面硬度的材料形成，但只要材料易于加工，也可使用具有大于260的表面硬度bhn值的材料，如下文进一步论述。在一些实施例中，模具28可以是101或102类注射模具(例如“超高生产率模具”)。
注射模制设备10可包含与注射模制设备10的各种组件进行信号通信的本地控制器40。举例来说，本地控制器40可通过信号线45与螺杆控制件44进行信号通信。本地控制器40可命令螺杆控制件44以维持所要模制工艺的速率推进往复式螺杆18，使得本地控制器40顾及材料黏度、模具温度、熔体温度的变化以及影响填充速率的其它变化。可通过本地控制器40在模制周期期间即刻进行调整，或可在后续周期中进行校正。此外，来自数个周期的若干信号可用作本地控制器40对模制工艺进行调整的基础。
本地控制器40可以是用于控制模制工艺的各种合适的控制器中的任一种。在一些实施例中，本地控制器40可以是pid控制器。本地控制器40可负责控制注射模制设备10上的各种不同功能，例如通过信号线37移动夹持单元36。本地控制器40可能是注射模制单元12原装的且与注射模制单元12一起建置的机载控制器。由此，对本地控制器40的控制架构的修改可能耗时、耗财且有时不可能。
在一个实施例中，当致动单元22是液压马达时，螺杆控制件44可包括与往复式螺杆18相关联的液压阀。在另一实施例中，当致动单元22是电动马达时，螺杆控制件44可包括与往复式螺杆18相关联的电动控制器。在图1的实施例中，本地控制器40可生成从本地控制器40的输出传输到螺杆控制件44的信号。
仍参考图1，远程控制器46可与本地控制器40、注射压力传感器42、位于喷嘴20中、喷嘴处或附近的熔体压力传感器48进行信号通信，且与接近模腔34的一端定位的腔压力传感器50进行信号通信。注射模制设备10、本地控制器40可与位于致动单元22处的注射压力传感器42(虚线所示)进行信号通信。注射压力传感器42可通过将反馈信号通过信号线43提供到本地控制器40来促进受热筒16内部的注射压力(即，受热筒16在往复式螺杆18开始处的压力)的(直接或间接)检测。本地控制器40可从反馈信号检测注射压力，且可通过控制螺杆控制件44来控制(例如反馈控制)注射模制设备10内的压力，所述螺杆控制件控制注射模制单元12的注射速率。
熔体压力传感器48可促进对喷嘴20处或附近的熔融热塑性材料26的实际熔体压力(例如所测量的熔体压力)的(直接或间接)检测。熔体压力传感器48可以或可不与熔融热塑性材料26直接接触。在一些实施例中，熔体压力传感器48可以是压力变换器，其响应于喷嘴20处的熔体压力而通过信号线49将电信号传输到本地控制器40的输入。在一些实施例中，熔体压力传感器48可促进监测喷嘴20处的熔融热塑性材料26的可能指示熔体压力的各种额外或替代特性中的任一个，例如温度、黏度和/或流率等。如果熔体压力传感器48并非位于喷嘴20内，可设置、配置和/或利用逻辑、命令和/或可执行程序指令来编程本地控制器40以提供合适的校正系数来估计或计算喷嘴20中、所述喷嘴处或附近所测量的特性的值。应了解，可使用除熔体压力传感器外的传感器来测量所属领域中已知的熔融热塑性材料26、螺杆18、筒等等的任何其它特性，例如温度、黏度、流率、应力、速度等或指示这些特性中的任一个的任何其它特性中的一个或多个。
腔压力传感器50可促进(直接或间接)检测喷嘴20中、喷嘴处或附近的熔融热塑性材料26的熔体压力。腔压力传感器50可以或可不与熔融热塑性材料26直接接触。在一些实施例中，腔压力传感器50可以是压力变换器，其响应于模腔34内的腔压力而通过信号线51将电信号传输到本地控制器40的输入。在其它实施例中，腔压力传感器50可促进监测热塑性材料26或模具28的可能指示腔压力的各种额外或替代特性中的任一个，例如熔融热塑性材料26的应力和/或流率等。如果腔压力传感器50并非位于模腔34内，可设置、配置和/或利用逻辑、命令和/或可执行程序指令来编程本地控制器40以提供合适的校正系数来估计或计算所测量的模具28特性的值。
如将在下文更详细地描述，远程控制器46可感测注射模制设备10的熔体压力和/或腔压力，且可发送信号(例如修改后反馈信号)到本地控制器40，所述信号影响本地控制器40控制往复式螺杆18的方式。远程控制器46可以是各种合适的控制器中的任一种，用于将修改后反馈信号提供到本地控制器40以促进对模制工艺的替代性控制。在一些实施例中，远程控制器46可以是pid控制器。在一些实施例中，远程控制器46可改装到注射模制单元12上以提供本地控制器40所不能提供的额外功能。
为了将远程控制器46改装(例如关联)到注射模制设备10上，来自熔体压力传感器48和/或腔压力传感器50的输出可与本地控制器40断开且连接到远程控制器46，由此将其相应的反馈信号转向到远程控制器46。来自远程控制器46的输出可连接到熔体压力传感器48和/或腔压力传感器50先前附接到的本地控制器40的输入。一旦完成改装，本地控制器40就不再直接从熔体压力传感器48或腔压力传感器50接收反馈信号。替代地，远程控制器46接收这些反馈信号，且将增强本地控制器40操作的修改后反馈信号传输到本地控制器40，如下文所描述。因此，本地控制器40和远程控制器46以闭环型布置操作，所述闭环型布置在添加远程控制器46之前已存在。
在一些实施例中，熔体压力传感器48和腔压力传感器50可能已经存在于注射模制单元12上，且可与本地控制器40进行信号通信。在此类实施例中，来自熔体压力传感器48和腔压力传感器50的输出可与本地控制器40断开且重连接到远程控制器46。在一些实施例中，熔体压力传感器48和腔压力传感器50可能尚未存在于注射模制单元12上。在此类实施例中，熔体压力传感器48和腔压力传感器50可在远程控制器46的改装期间进行安装且接着连接到远程控制器46。出于本公开的目的，熔体压力和腔压力中的每一个可视为“受控变量”，而注射压力可视为“控制变量”。受控变量可理解为热塑性材料26或模腔34的可加以控制以促进模腔34的有效填充的任何特性。控制变量可理解为注射模制单元12的可加以控制以促进对往复式螺杆18或其它注射轴的有效控制的任何特性。
在图2中示出本地控制器40与远程控制器46之间的反馈关系的实例框图，且现将进行论述。在远程控制器46处，可提供表示注射模制设备10的所要熔体压力的设定值p2。可将信号s4提供到远程控制器46，所述信号指示注射模制设备10的实际熔体压力。可将实际熔体压力与设定值p2进行比较，且可生成误差信号e2且将所述误差信号提供到pid控制算法g2，所述pid控制算法生成控制信号c2。控制信号c2和信号s4可组合成修改后反馈信号s6。在一些实施例中，修改后反馈信号s6还可包含前馈分量ff1。修改后反馈信号s6可另外或替代地包含促进生成有效修改后反馈信号的各种其它合适的控制分量中的任一种。
修改后反馈信号s6可作为来自注射压力传感器42的反馈信号(图1上虚线所示)的替代传输到本地控制器40。在一个实施例中，可通过本地控制器40与远程控制器46之间的单向传输链路传输修改后反馈信号s6。在此类实施例中，本地控制器40不传输任何信号到远程控制器46。
修改后反馈信号s6可作为来自熔体压力传感器48和/或腔压力传感器50的反馈信号的替代传输到本地控制器40。在一个实施例中，可通过本地控制器40与远程控制器46之间的单向传输链路传输修改后反馈信号s6。在此类实施例中，本地控制器40不传输任何信号到远程控制器46。
在本地控制器40处，致动单元22的操作可根据修改后反馈信号s6进行控制。举例来说，可提供表示致动单元22的所要注射压力的设定值p1。可将设定值p1与修改后反馈信号s6进行比较，且可生成误差信号e1。可将误差信号e1提供到pid控制算法g1，所述pid控制算法生成控制信号c1，所述控制信号命令螺杆控制件44以某一速率推进往复式螺杆18，所述速率使注射压力朝向设定值p1指示的所要注射压力汇聚。
尽管本地控制器40针对设定值p1的所要注射压力进行控制，但来自远程控制器46的修改后反馈信号s6能够以实际上将注射模制设备10的熔体压力控制到由设定值p2限定的所要压力(而非将致动单元22的注射压力控制到设定值p1)的方式影响来自本地控制器40的控制信号c1。因此，远程控制器46可提供在无需重编程/重新配置本地控制器40的控制架构的情况下控制注射模制单元12的熔体压力的能力。由此，远程控制器46可以是在本地控制器40不能够独立地提供功能的情况下为注射模制设备10添加此类功能的具成本效益且简单的解决方案。
在模制周期期间，注射模制单元12的熔体压力可通过改变设定值p2而改变。在一个实施例中，不同设定值可对应于模制周期的不同阶段。举例来说，为了起始初始注射阶段，可提供设定值以使得熔体压力增大得足以开始熔融热塑性球粒24且将熔融物分配到喷嘴20。一旦熔体压力已增大得足以开始填充模腔34，可提供设定值以在适合于恰当地填充模腔34的压力下起始填充阶段。一旦模腔34几乎填满(例如填充结束)，可提供设定值以减小得足以起始保压阶段(packingstage)，且在保持阶段期间保持大体上恒定的熔体压力。
本地控制器40和/或远程控制器46可在硬件、软件或这两者的任何组合中实施，且可具有带有用于实现控制的一个或多个控制器的任何控制布置。应了解，尽管将本地控制器40描述为感测和控制致动单元22的注射压力，但本地控制器40可配置成感测和控制各种合适的替代性控制变量中的任一种，例如受热筒16的温度、料斗14的容积或往复式螺杆18的速度。还应了解，尽管将远程控制器46描述为提供控制注射模制单元12的熔体压力的能力，但使用致动单元22的注射压力的远程控制器可配置成感测和控制各种合适的替代性控制变量中的任一种，例如腔压力。
已出于说明和描述的目的呈现实施例的前述描述。所述描述并非旨在是穷尽性的或限于所描述的形式。举例来说，尽管将远程控制器46描述为提供于注射模制设备上，但远程控制器可提供于任何设备上，所述远程控制器使用来自本地控制器的反馈控制以在本地控制器不能够独立地提供功能的情况下将此类功能添加到设备。鉴于以上教示，可能有许多修改。已论述这些修改中的一些，且所属领域的技术人员将理解其它的修改。为了说明各种实施例，选择和描述实施例。当然，范围不限于本文阐述的实例或实施例，但可由所属领域的技术人员用于任何数目的应用和等效装置中。实际上，所述范围特此由所附权利要求书限定。另外，对于所要求和/或所描述的任何方法，不论所述方法是否结合流程图描述，应理解，除非通过上下文另外指定或要求，否则方法的执行中所进行的步骤的任何显式或隐式次序并不暗示那些步骤必须以呈现的次序进行，而是可以不同次序或并行地进行。
本文所公开的尺寸和值不应理解为严格地限制于所叙述的确切数值。实际上，除非另外指定，否则每个此类尺寸在于意指所叙述的值和围绕所述值的功能上等效的范围这两者。举例来说，公开为“40mm”的尺寸在于意指“约40mm”。
除非明确地排除或另外限制，否则本文引用的每一文件，包括任何交叉引用的或相关的专利或申请以及本申请要求其优先权或权益的任何专利申请或专利，在此以全文引用的方式并入本文中。任何文件的引用均不承认其为本文中所公开或所要求的任何发明的现有技术，也不承认其单独或与任何其它参考组合来教示、表明或公开任何此类发明。此外，在本文件中的术语的任何意义或定义与以引用方式并入的文件中的相同术语的任何意义或定义冲突的情况下，应以在此文件中赋予所述术语的意义或定义为准。
虽然已经说明且描述了本发明的特定实施例，但对于所属领域的技术人员将显而易见的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种其它改变和修改。因此，预期在所附权利要求书中涵盖处于本发明的范围内的所有此类改变和修改。