注射成型流量控制的装置和方法_3

文档序号:8213266阅读:来源:国知局
述第二选定速度高于一个或多个第一选定速度。
[0087]另一方面,本发明还提供了一种在注塑装置内执行注塑循环的方法,包括:
[0088]注塑机以及接收来自于注塑机的注射成型材料的歧管,所述歧管具有传送通道,所述传送通道在注射压力下传送成型材料至通向型腔的第一浇口,
[0089]与阀销互连的执行器,所述执行器从第一位置驱动阀销,在所述第一位置处阀销的小端阻塞浇口以阻止注射流体材料流入腔内,执行器进一步向上游驱动阀销至第二位置,所述第二位置位于浇口的上游,在第二位置处成型材料以其最大速率流过浇口且连续地向上游流动从初始位置穿过第一位置和第二位置之间的一个或多个中间位置,在此处阀销的小端限制注射流体的流速至一个或多个小于最大速率的速率,
[0090]驱动系统,用于以一个或多个选定的中间速度和一个或多个高速度可控地向上游驱动执行器和阀销,其中所述高速度高于所述中间速度,
[0091]所述方法包括:
[0092]阀销的小端在第一位置开始一个注塑循环,
[0093]调节驱动系统以驱动执行器以一个或多个中间速度连续地向上游驱动阀销穿过中间位置中的一个或多个,
[0094]检测所述销的位置,以及
[0095]基于在第二位置的下游的一选定的位置上对阀销的检测,调节驱动系统以调节阀销的上行速度从一个或多个中间速度到一个或多个高速度。
[0096]在这样的一种方法中,调节驱动系统以一个或多个中间速度驱动执行器的步骤优选地在成型材料已通过另一浇口注入腔内并且已通过所述腔经过第一浇口之后实施。
【附图说明】
[0097]本发明以上以及进一步的优点可通过参照以下描述结合附图得到进一步的理解,其中:
[0098]图1为本发明的一个实施例的示意图,其展示了一对顺序的浇口,其中第一浇口穿入一被打开过的型腔的中心,显示为关闭状态,这样流体材料的第一次注料量已进入模腔并已流过随后的第二浇口的位置,图中随后的第二浇口被打开,其阀销已沿一上游被限制的流动路径RP行进,所述流动路径RP允许流体材料的随后的第二次注料量流入并与腔内的第一次注料混合;
[0099]图1A-1E为中部横截面的放大图以及图1的装置中的一个侧部浇口,其显示了注射进程的各个阶段;
[0100]图2为本发明的一个实施例的示意图,大概地显示了一个液压驱动的阀销,其中执行器的至少一个端口连接到节流阀上以限制液压驱动流体的流量并通过使用与节流阀相连的控制器减缓阀销的打开一选定的阀销打开速度的减少量,控制器允许用户选择一个预定的完全打开位置的速度的百分量,此完全打开的速度为液压驱动器在完全打开速度的驱动流体压力下提供给执行器以供其正常运转;
[0101]图2A、2B为在图1所示的本发明的系统中使用的液压阀和节流阀的横截面示意图;
[0102]图3A-3B示出了在不同的时刻和位置的锥形末端阀销的位置,位于如图3A所示的开始关闭的位置和上游打开的位置之间,RP代表一可选的路径长度,在其上从浇口关闭的位置至开放的位置阀销的撤回速度相对于上行移动的速度减小了(通过一可控式节流阀),当液压压力通常处于全压状态下并且阀销的速度处于其最大值的时候,阀销通常在不受控制的速度路径FOV上获得该上行移动的速度;
[0103]图4A-4B示出了一个系统,其具有阀销,而所述阀销具有圆柱形配置的小端,所述阀销的小端在不同的时刻以及在如图4A所示的起初关闭的位置和在上游打开的位置之间的不同位置上定位,RP代表一可选的路径长度,在其上从浇口关闭的位置至开放的位置向上游撤出阀销的速度相对于上行移动的速度减小了(通过可控式节流阀或自动执行器),当液压执行器的液压压力通常在全压状态下以及在阀销的速度在其最大值的时候,阀销通常在不受控制的速度路径FOV上具有该上行移动速度;
[0104]图5A-?是阀销速度相对其位置的曲线图,其上每一图线均代表中心浇口侧部的浇口的开度的不同实例,通过以一个或一系列速率在初始流动路径RP上连续地向上游撤回阀销,以及在FOP的销位置处开始以另一个或另一系列更高的速率向上游撤回阀销,并在所述流体材料流量典型地在不受阀销的小端的任何限制或阻碍的情况下以其最大不受限制流量通过打开的浇口的时候继续撤回阀销;
[0105]图6A-6B示出了位置传感器的不同实施例,所述位置传感器可用在本发明各种具体实施中,安装这些图中所示的传感器以便测量执行器的活塞组件的位置,此位置代表阀销相对于浇口的位置;
[0106]图6C-6D示出了使用限位开关的实施例,所述限位开关检测执行器的特定位置并据此发出信号,以确定速度、位置以及到节流阀更高开度的切换和/或执行器和阀销的上行速度。
【具体实施方式】
[0107]图1所示为一系统10,所述系统设置有一中心喷嘴22,所述中心喷嘴22将熔融的材料通过一个主入口 18从注塑机供给至歧管40的分配通道19。所述分配通道19通常供给三个独立的喷嘴20、22、24,所述三个独立的喷嘴通常都将原料注入模具42的共同腔30内。其中的一个喷嘴22由执行器940控制和安排,以便在一入口点或浇口将原料送入腔30内,所述入口点或浇口大约设置在腔的中心32处。如图所示,一对侧部喷嘴20、24在浇口的位置处将原料注入腔30,所述浇口位置位于所述中心浇口进料位置的末端34、36处。
[0108]如图1、1A所示,所述注射循环是一个串级过程,此过程中注射依次受到,首先是来自所述中心注嘴22的影响,在稍后的一个预定时间点受到来自侧部喷嘴20,24的影响。如图1A所示,所述注射循环由第一次打开中心喷嘴22的销1040使得流体材料100( —般是聚合物或塑料材料)流至腔的一位置开始,所述位置刚好在10b之前,即远端设置的、进入侧部喷嘴24、20的浇口的腔34、36的入口之前,如图1A所示。在一个注射循环开始后,中心注射喷嘴22的浇口和销1040在此期间通常是保持打开的,一直到允许流体材料10b行进到刚好经过位置34,36的一个位置,ΙΟΟρ。一旦流体材料10p已行进至刚好越过侧部浇口位置34、36,中心喷嘴22的中心浇口 32通常是通过销1040关闭的,如图1B、1C、1D和IE所示。然后通过在上游撤出侧部喷嘴销1041、1042打开侧部浇口 34、36,如图1B-1EK示。如下文所述,在向上游撤出的速率或侧部销1041、1042的行进速度如下所述那样被控制。
[0109]在可选的实施例中,在侧部浇口 34、36被打开以便流体材料同时通过中心浇口 32和其中一个或两个侧部浇口 34、36流入腔30时、期间及之后,中心浇口 32和与其相连的执行器940和阀销1040均保持打开状态。
[0110]当侧部浇口 34、36被打开且流体材料匪被允许首先进入腔内成为流102p,所述流102p已经过浇口 34、36从中心喷嘴22注射,所述两股流匪和102p相互混合。如果流体材料匪的速度太高,如当注射流体材料穿过浇口 34、36的流速处于最大值时这种情况经常发生,在最终的冷却成型产品中,浇口 34、36注入型腔的区域处所述两股流102p和匪的混合就会出现一可见界线或缺陷。在起初当浇口 34、36首次被打开时,和接下来当匪第一次汇入流102p时,通过在相对短的一段时间内以降低的流速注射匪,在最终的成型产品中就可以减少或消除可见界线或缺陷的出现。
[0111]通过控制器16控制从关闭的位置开始向上游撤出销1041、1042的速率或速度,参见图1、2,控制器16控制从驱动系统700到执行器950、951、952的液压流体流动的速率和方向。此处使用的“控制器”,指的是电气的和电子的控制装置,所述装置包括单个机箱或多个机箱(通常是相互连接且相互通信的),其中包含所有的、用于实现和构建此处描述的所述方法、功能和装置所需的或最好配备有的单独电子程序、内存和电气信号生成组件。此类电子的和电气的组件包括程序、微处理器、计算机、PID控制器、稳压器、变阻器、电路板、电机、电池和此处讨论的用于控制任何变量元件的指令如时间的长度、电气信号输出的程度等等。例如,正如此使用的术语,控制器的组件,包括程序、控制器等等执行以下功能的组件,譬如监控、报警和初始化一个注射循环,所述注射循环包括初始化一个用作独立设备以执行常规功能的控制设备,所述常规功能如发信号并指令单个注射阀或一系列相互依赖的阀开始注射,即移动执行机构和与其相关联的阀销从浇口关闭的位置到浇口打开的位置。此外,尽管流体驱动执行器在本发明典型的或首选的实施例中都被采用,采用电动或电子电机或驱动源为动力的执行器也可可选地作为执行器组件。
[0112]如图2A、2B所示,液压流体14的供应首先是通过定向控制阀750装置供给的,所述装置在两个方向中的一个上切换液压流体流向执行器油缸:流出以向上游撤出销,参见图2A,和流入以向下游驱动销,参见图2B。在一个注射循环开始的时候,侧部阀门的浇口34、36是关闭的,而所述液压系统位于图2B的定向配置中。当一个周期开始时,所述液压系统700的定向阀750的定向配置被控制器16切换至图2A中的配置。所述液压系统包括节流阀600,所述节流阀600能在所述控制器16的控制下改变至执行器951的液压流体的流动速率以改变执行器951的活塞的上行或者下行的速率,执行器951进而控制销1041的行进方向和速度。尽管图2A、2B未予显示,液压系统700以与图1所示的通过连接控制执行器951的方法相类似的方法控制执行器950和952的活塞的行进方向和速率。
[0113]用户在用户界面上通过数据输入对控制器16进行编程以指令液压系统700以一上行速度驱动销1041、1042,所述上行速度相对于液压系统能够驱动销1041、1042行进的最大速度是减小了的。如下文所述,这种降低的销撤出速率或速度被执行直至位置传感器如951、952检测到执行器941、952或关联的阀销(或另一组件)已到达特定的位置,如限流路径RP、RP2的端点C0P、C0P2,参见图3B、4B。一段典型的时间量,期间以减小的速度撤出阀销,约在0.01至0.10秒之间,整个注射循环的时间一般约在0.3秒至3秒之间,更典型的是在约0.5秒至1.5秒之间。
[0114]图1所示为位置传感器950、951、952,用于检测执行器油缸941、942以及与其相连的阀销(如1041,1042)的位置并反馈这些位置信息给控制器16用于监测。如图所示,流体材料18从注塑机被注射入歧管流槽19中,且进一步下行进入到侧部喷嘴24、22的孔44,46中,且最终向下游穿过浇口 32、34、36。当销1041、1042被向上游撤回至一位置时,在此处销1041的末端处于一上游完全开放的位置,如图1D所示,穿过浇口 34、36的流体材料的流量处于最大值。但是,当销1041、1042最初从关闭的浇口位置开始,参见图1,到上游中间的位置,参见图1B、1C,被撤回时,限制流体物料流动速度的间隙1154、1156在销44、46的末端的外表面1155和喷嘴24、20的浇口区域的内表面1254、1256之间形成。所述流量限制间隙1154、1156保持足够小以在销1041、1042的末端从关闭处至上游处的行进距离RP之间限制和降低通过浇口
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