热流道单元、注塑系统及注塑系统的控制方法与流程

1.本发明属于塑料注塑成型技术领域，尤其是涉及一种热流道单元、注塑系统及注塑系统的控制方法。


背景技术：

2.注射成型是将粒状或粉状的纤维-树脂混合料送入料筒内，加热熔化由柱塞或螺杆加压，通过喷嘴注入温度降低的闭合模内，经过冷却定型后，脱模得到塑料制品，其中，注射压力是注射成型最重要的工艺参数，注射压力的精确度对塑料制品的质量、生产过程的稳定性、注塑缺陷的解决等起到关键作用。
3.但是使用时间的推移，由于注射单元的部件磨损老化、不确定的故障、注射单元的喷嘴与模具对接的压力损失等问题，影响注射压力的准确输出，导致显示的注射压力与注塑工艺参数设定的注射压力产生偏差，出现塑料制品的缩痕、变形、尺寸偏差等缺陷，同时，压力数据无法形成经验沉淀，阻碍注塑工艺调试与注塑生产的智能化开发。
4.如中国专利公开了一种注塑用热流道系统，包括：主流道、分流板、热喷嘴和控制器，主流道上接有用于推动热流体运动第一压力泵；分流板设于主流道的下方，包括与主流道对接的汇流通道和多个由汇流通道分支出的分流道，分流道上设有第二压力泵；热喷嘴连接于每个分流道下方，热喷嘴内部设有压力传感器，用于加压后流入热喷嘴的热流体压力，以满足注塑工艺要求，但是无法体现注射压力损失。
5.有鉴于此特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种热流道单元，以实现压力传感器实时检测分流道内热流体压力的目的。
7.为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
8.一种热流道单元，包括定模板和分流板，定模板上设有喷嘴，喷嘴包括喷嘴本体，喷嘴本体内设有主流道，分流板包括分流板本体，分流板本体内设有连通主流道的分流道，分流道内安装有压力传感器。
9.进一步，分流道具有端口，分流板本体上安装有封闭分流道端口的堵头，堵头上开设通孔，通孔与分流道连通，压力传感器自通孔穿出置于分流道内。
10.进一步，分流板本体上开设有安装孔，堵头包括自安装孔插入分流道的插接部，插接部与分流道外周壁相贴合，压力传感器的检测端自插接部穿出置于分流道内。
11.进一步，堵头还包括置于分流板本体外侧的突出部，突出部的径向尺寸大于安装孔的直径，突出部与安装孔外周侧的分流板本体相贴合，压力传感器的信号输出端自突出部穿出。
12.本发明的再一目的在于提供一种注塑系统，以实现数据处理单元实时接收压力传感器传输的分流道内热流体压力，用以调整注射压力满足注塑工艺参数要求的目的。
13.一种具有上述任一所述的热流道单元的注塑系统，还包括注射单元和数据处理单元，注射单元包括料筒、螺杆和螺杆控制装置，料筒的一端与喷嘴连接，螺杆控制装置和螺杆连接；数据处理单元分别与压力传感器和螺杆控制装置通讯连接。
14.本发明的再一目的在于提供一种热流道系统的控制方法，以实现通过分流道内热流体压力反馈调节注射压力和/或注射速度的目的。
15.一种应用于上述所述的注塑系统的控制方法，包括：
16.将塑料粒子在料筒内熔化，得到热流体；
17.确定目标注射压力p0、目标注射速度v0和分流道内的目标热流体压力p0’；
18.基于目标注射压力p0和目标注射速度v0，控制螺杆推动热流体经主流道流入分流道内，并获取得到分流道内的实际热流体压力p；
19.判断实际热流体压力p与目标热流体压力p0’，若p等于p0’，则分流道进入保压阶段；若p小于p0’，则调整注射压力p0为p1和/或注射速度v0为v1，重新获取得到分流道内的热流体压力p，至p等于p0’，则分流道进入保压阶段。
20.进一步，数据处理器接收压力传感器传输的分流道内的热流体压力数据，并将基于分流道内的热流体压力数据形成的热流体压力曲线和注射压力曲线相关联存储。
21.进一步，所述判断实际热流体压力p与目标热流体压力p0’，若p小于p0’，还包括：
22.增大注射速度v0为v1，基于注射速度v1和目标注射压力p0，控制螺杆推动热流体经主流道流入分流道内，重新获取得到分流道内的热流体压力p，数据处理器基于分流道内的热流体压力数据和注射速度形成热流体压力曲线。
23.进一步，，还包括：在同一注射压力下，同种原料的分流道内的热流体压力随注射速度的增长速率保持不变。
24.进一步，所述分流道进入保压阶段之后，还包括：
25.保压时间t后，判断实际热流体压力p与目标热流体压力p0’，若p大于或等于p0’，则执行注塑操作；若p小于p0’，则增大注射压力，至保压时间t后，p大于或等于p0’。
26.采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
27.1、本发明中，通过压力传感器检测分流道压力，进而将分流道压力与施加在螺杆上的注射压力进行对比，调节注射压力使分流道内部的热流体压力达到模具注塑工艺参数的要求，避免由于注射单元的部件磨损老化带来的注射压力损失影响产品质量，同时监测注射单元的部件磨损老化程度，实现故障发生初期的预警。
28.2、本发明中，压力传感器将分流道内的热流体压力数据上报至数据处理单元，数据处理单元将分流道内的热流体压力数据与施加在螺杆上的注射压力数据进行对比，不仅能够向螺杆控制装置发出信号，以控制注射压力和/或注射速度使分流道内的热流体压力满足模具注塑的所需的工艺参数要求，还能够形成经验数据实现自学习。
29.3、本发明中，通过采集分流道内的热流体压力数据，形成压力曲线，与注塑设备注射压力曲线进行比对，辅助进行模具的工艺压力参数的调试，使分流道内的热流体压力满足模具注塑的所需的工艺参数。
30.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
31.附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
32.图1是本发明实施例中的热流道单元的结构示意图；
33.图2是本发明实施例中的热流道单元的主视图；
34.图3是图2中a-a向的剖视图；
35.图4是图3中b处的局部放大图。
36.图中：1、定模板；2、分流板；21、分流板本体；22、分流道；221、压力传感器；2211、检测端；2212、输出端；222、压力传感器支撑件；23、堵头；231、插接部；232、突出部；24、第一密封圈；25、第二密封圈；26、第三密封圈；27、第四密封圈；28、内螺纹塞；29、外螺纹塞；4、排液管；5、第一垫块；6、第二垫块；7、喷嘴；71、喷嘴本体；72、主流道；8、热嘴；10、模仁。
37.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
38.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.实施例一
42.如图1至图4所示，本实施例中提供了一种热流道单元，包括定模板1和分流板2，定模板1上设有喷嘴7，喷嘴7包括喷嘴本体71，喷嘴本体71内设有主流道72，分流板2包括分流板本体21，分流板本体21内设有连通主流道72的分流道22，分流道22内安装有压力传感器221，用于检测分流道22内热流体压力，进而将分流道22内热流体压力与施加在螺杆上的注射压力进行对比，调节注射压力使分流道22内部的热流体压力达到模具注塑工艺参数的要求，避免由于注射单元的部件磨损老化带来的注射压力损失影响产品质量。
43.如图3和图4所示，本实施例中，分流道22具有端口，分流板本体21上安装有封闭分流道22端口的堵头23，堵头23上开设通孔，通孔与分流道22连通，压力传感器221自通孔穿出置于分流道22内。堵头23使分流道22的端口圆滑过渡，分流道22内的热流体更加顺畅的流道，减少热流体在分流道22的流动途径，避免出现漏胶或浪费材料的现象，而压力传感器
221经堵头23嵌入分流道22内，不仅能够实时检测分流道22内的热流体压力，还方便安装和维护压力传感器221。
44.如图3和图4所示，本实施例中，分流板本体21上开设有安装孔，堵头23包括自安装孔插入分流道22的插接部231，插接部231与分流道22外周壁相贴合，压力传感器221的检测端2211自插接部231穿出置于分流道22内。
45.如图3和图4所示，本实施例中，插接部231与分流道22外周壁相贴合，以防止分流道22内的热流体经插接部231与分流道22的间隙泄漏，而压力传感器221的检测端2211自插接部231穿出，能够更加稳固地设置于分流道22内。
46.如图3和图4所示，堵头23还包括置于分流板本体21外侧的突出部232，突出部232的径向尺寸大于安装孔的直径，突出部232与安装孔外周侧的分流板本体21相贴合，压力传感器221的信号输出端2212自突出部232穿出。
47.如图3和图4所示，本实施例中，压力传感器221与数据处理单元通讯连接，压力传感器221的信号输出端2212自突出部232穿出用于将分流道22内的热流体压力数据传输至数据处理单元。
48.如图3和图4所示，本实施例中，分流板本体21上开设有安装孔，堵头23从分流板本体21外侧压入到安装孔内，堵头23与分流道22之间通过第一密封圈24密封；压力传感器221上套设有中空筒状的压力传感器支撑件222，压力传感器221的前端与堵头23通过第二密封圈25密封，压力传感器221的后端与压力传感器支撑件222之间通过第三密封圈26密封；压力传感器221的信号输出端2212穿过压力传感器支撑件222及内螺纹塞28的内孔，与数据处理单元通讯连接；压力传感器支撑件222压入到堵头23内，并通过第四密封圈27与堵头23密封；外螺纹塞29旋入到分流板本体21的安装孔内，将堵头23压紧，而将内螺纹塞28旋入到外螺纹塞29的螺纹孔中并压紧压力传感器支撑件222；分流板本体21的外侧安装有排液管4，排液管4穿过外垫板套设在堵头23的突出部232的外周侧，通过螺钉固定在分流板本体21外侧端面上。
49.如图1和图2所示，本实施例中，定模板1和分流板2之间设有第一垫块5，定模座板、分流板2和第一垫板固定在一起形成定模部分，其中，分流板本体21外侧开设有凹槽，第一垫块5嵌入在凹槽中，使分流板2及定模板1之间留有足够的间隙，从而形成隔热层。
50.如图1和图2所示，本实施例中，分流板2远离定模板1的一侧设有模仁10，分流板2模仁10之间设有第二垫块6，其中，分流板本体21外侧开设有凹槽，第二垫块6嵌入在凹槽中，使分流板2及模仁10板之间留有足够的间隙，从而形成隔热层。
51.如图3和图4所示，本实施例中，喷嘴本体71内设有主流道72，分流板本体21内设有连通主流道72的分流道22，分流道22的一端连接有热嘴8，喷嘴7经分流板2与热嘴8相连通，塑料热流经喷嘴本体71内的主流道72流入分流板本体21内的分流道22，再经分流道22流入热嘴8内，进而进入模仁10的模腔中；优选的，分流板本体21内设有多条主流道72的分流道22，每个分流道22的一端均连接有热嘴8。
52.通过上述热流道单元，通过压力传感器221检测分流道22内的热流体压力数据，进而将分流道22内的热流体压力数据与注塑设备的注射压力数据进行对比，辅助调节注塑设备的注射压力，同时，监测注塑设备相关部件的磨损老化程度，实现故障发生初期的预警。
53.实施例二
54.本实施例中提供了一种具有上述所述的热流道单元的注塑系统，还包括注射单元和数据处理单元，注射单元包括料筒、螺杆和螺杆控制装置，料筒的一端与喷嘴7连接，螺杆控制装置和螺杆连接；数据处理单元分别与压力传感器221和螺杆控制装置通讯连接。
55.本实施例中，数据处理单元接收压力传感器221传输的分流道22内热流体压力数据，并基于获取的分流道22内热流体压力数据向螺杆控制装置发出信号，以控制施加在螺杆上的注射压力或调节螺杆的注射速度，使分流道22内热流体压力满足注塑工艺参数的要求，保证塑料制品的质量、生产过程的稳定性，防止注射压力损失导致的塑料制品出现的缩痕、变形、尺寸偏差的缺陷。
56.注射成型为间隙式操作过程，而注射压力为使螺杆前进至规定注射完成位置而施加的压力，注射速度为射出最大注射量所需的最短时间由于注射单元的部件磨损老化、不确定的故障、注射单元的喷嘴7与模具对接的压力损失等问题，影响注射压力的准确输出，导致显示的注射压力与注塑工艺参数设定的注射压力产生偏差，本实施例中，压力传感器221检测分流道22内热流体压力，基于检测得到的分流道22内热流体压力，调节注射压力和/或注射速度，以使经喷嘴7流入分流道22内热流体压力达到注塑工艺参数的要求的合理压力。
57.本实施例中，在设定的温度和压力条件下，螺杆控制装置控制施加在螺杆上的注射压力和螺杆开启时间，螺杆推动料筒内的热流体运动，使料筒内的热流体被挤出至喷嘴7的主流道72内，再经主流道72流入分流板2的分流道22内，进而进入模仁10的模腔中；与此同时，设在分流道22内的压力传感器221对分流道22内的热流体压力进行检测，并通过压力传感器221的信号输出端2212与数据处理单元进行通讯，数据处理单元判断分流道22内的热流体压力数据是否满足注塑工艺参数要求，以向螺杆控制装置发出信号，螺杆控制装置接收信号，控制施加在螺杆上的注射压力和螺杆开启时间，以保证经主流道72流入分流道22内的热流体压力满足注塑工艺参数要求的合理压力。
58.通过上述注塑系统，压力传感器221将分流道22内的热流体压力数据上报至数据处理单元，数据处理单元将分流道22内的热流体压力数据与施加在螺杆上的注射压力数据进行对比，不仅能够向螺杆控制装置发出信号，以控制注射压力和/或注射速度使分流道22内的热流体压力满足模具注塑的所需的工艺参数要求，还能够形成经验数据实现自学习。
59.实施例三
60.本发明实施例中提供了一种应用于上述所述的注塑系统的控制方法，包括以下步骤：
61.步骤s1，将塑料粒子在料筒内熔化，得到热流体；
62.步骤s2，确定目标注射压力p0、目标注射速度v0和分流道22内的目标热流体压力p0’；
63.步骤s3，基于目标注射压力p0和目标注射速度v0，控制螺杆推动热流体经主流道72流入分流道22内，并获取得到分流道22内的实际热流体压力p；
64.步骤s4，判断实际热流体压力p与目标热流体压力p0’，若p等于p0’，则分流道22进入保压阶段；若p小于p0’，则调整注射压力p0为p1和/或注射速度v0为v1，重新获取得到分流道22内的热流体压力p，至p等于p0’，则分流道22进入保压阶段。
65.本实施例中，数据处理器接收压力传感器221传输的分流道22内的热流体压力数
据，并将基于分流道22内的热流体压力数据形成的热流体压力曲线和注射压力曲线相关联存储。
66.优选的，数据处理器接收压力传感器221传输的分流道22内的热流体压力数据，并将热流体压力数据和注射压力数据上报至云端服务器，云端服务器获取热流体压力数据和注射压力数据，得到基于热流体压力数据形成的热流体压力曲线和注射压力曲线，最终形成注塑工艺参数数据库。
67.本实施例中，步骤s2，通过注塑工艺参数或热流体压力曲线和注射压力曲线确定目标注射压力p0、目标注射速度v0和分流道22内的目标热流体压力p0’。
68.本实施例中，步骤s4，所述判断实际热流体压力p与目标热流体压力p0’，若p小于p0’，还包括：增大注射速度v0为v1，基于注射速度v1和目标注射压力p0，控制螺杆推动热流体经主流道72流入分流道22内，重新获取得到分流道22内的热流体压力p，数据处理器基于分流道22内的热流体压力数据和注射速度形成热流体压力曲线。
69.本实施例中，还包括：在同一注射压力下，同种原料的分流道22内的热流体压力随注射速度的增长速率保持不变。
70.本实施例中，步骤s4，所述分流道22进入保压阶段之后，还包括：
71.步骤s5，保压时间t后，判断实际热流体压力p与目标热流体压力p0’，若p大于或等于p0’，则执行注塑操作；若p小于p0’，则增大注射压力，至保压时间t后，p大于或等于p0’。
72.本实施例中，若p小于p0’，则增大注射压力，至保压时间t后，p大于或等于p0’，保证分流道22内的热流体压力满足注塑工艺参数要求，而所述执行注塑操作是将分流道22内的热流体注入模仁10的模腔中，进而形成塑料制品。
73.通过上述热流道系统的控制方法，通过采集分流道22内的热流体压力数据，形成压力曲线，与注塑设备注射压力曲线进行比对，辅助进行模具的工艺压力参数的调试，使分流道22内的热流体压力满足模具注塑的所需的工艺参数。