一种塑料注射成型保压切换的动态调整方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于注射成型控制相关领域，更具体地，涉及一种塑料注射成型保压切换 的动态调整方法。
【背景技术】
[0002] 塑料产品主要采用注射成型工艺进行生产，注塑机是主要的生产装备。注塑成型 包括合模、射胶、保压、冷却、熔胶、开模和顶出六个工序，其中保压切换是指当模具型腔快 要充满时，注塑机由注射阶段的速度控制切换到保压阶段的压力控制，螺杆的运动从速度 控制切换到压力控制，这个切换点即所谓的保压切换点（V/P切换点），并构成整个注塑工 艺中非常重要的过程参数之一。
[0003] 保压切换点对注塑产品质量有重要影响，目前一般采用固定式控制，判断方法包 括位置切换、时间切换和压力切换等。位置切换指的是当螺杆位置达到设定位置时进行保 压切换，时间切换指的是由注射开始经过设定的时间进行保压切换，压力切换指的是当注 射压力达到设定压力时进行保压切换。然而，在实际生产中，环境、材料以及机器等多个复 杂因素均会发生各类波动，上述提到的三种保压切换方法无法有效调节这种波动，因此单 纯使用上述三种切换方法无法减小由于环境、材料以及机器等因素的波动而导致的塑料制 品质量的波动。
[0004] 现有技术中已经提出了少量的动态切换控制方案，例如，董召然提出了一种基于 注射速度和保压压力控制来执行保压切换的方式（参见"注塑机注射速度和保压压力控 制及注射保压切换方法研宄"，2008,东北大学，硕士论文）；此外，李闯等提出了采用小波 变换的方式进行保压切换控制的方式（参见"注塑成型中注射保压切换点的小波检测方 法"，"化工学报"，2009(05):第1214-1218页）。然而，进一步的研宄表明，上述现有技术 都是基于型腔压力信息来执行控制的，相应需要在注塑机或模具上安装型腔压力传感器， 这样不仅增加了设备成本，而且安装型腔压力传感器也对模具及制件本身提出了较高的要 求，因而极大制约了这类方法的在实际生产中的应用。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种塑料注射成型保压切换 的动态调整方法，其中通过结合注塑成型工艺的自身特点来设计制品填充指数作为保压切 换指标，并对其计算方式和动态调整工艺进行改进，测试表明能够在无需增加额外设备的 情况下，显著改善因生产因素波动而导致的塑料制品重量波动问题，同时具备便于操控、精 度高和稳定性好等优点。
[0006] 为实现上述目的，按照本发明，提供了一种塑料注射成型保压切换的动态调整方 法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
[0007] (a)在正式加工之前，在获得合格塑料制品的情况下执行至少一个模次的塑料注 射成型加工工艺，并获得包括注射压力、加工时刻、保压切换位置和注射螺杆位置等工艺参 数在内的生产曲线；
[0008] (b)针对步骤（a)所获得的生产曲线，获得编号依次为1~η的采样点，其中将注 射压力由波动转为稳定这一加工时刻所对应的采样点编号为开始点S start，并将保压切换位 置所对应的采样点编号为切换点Sswitah，同时记录从开始点S sto^lj切换点Sswitah之间的多个 采样点各自所对应的注射螺杆位置和注射压力；
[0009] 然后，基于以下公式（一）来计算制品充填指数FI :
【主权项】
1. 一种塑料注射成型保压切换的动态调整方法，其特征在于，该方法包括下列步骤： (a) 在正式加工之前，在获得合格塑料制品的情况下执行至少ー个模次的塑料注射成 型加工エ艺，并获得包括注射压力、加工时刻、保压切换位置和注射螺杆位置等エ艺參数在 内的生产曲线； (b) 针对步骤（a)所获得的生产曲线，获得编号依次为1~n的采样点，其中将注射压 力由波动转为稳定这一加工时刻所对应的采样点编号为开始点Sstart，并将保压切换位置所 对应的采样点编号为切换点Sswitdl，同时记录从开始点Sstart到切换点Sswitah之间的多个采样 点各自所对应的注射螺杆位置和注射压力； 然后，基于以下公式（一）来计算制品充填指数FI:
其中，：[、;[-1分别表不米样点的编号并且;[￡[5;^,3;^。 11]心，_1分别表不编号为;[、i_l的采样点所对应的注射压力；XpXp1则分别表示编号为i、i-1的采样点所对应的注射 螺杆位置；II表示取绝对值的计算 (c) 启动正常加工，实时获取包括注射压力、加工时刻、保压切换位置和注射螺杆位 置等エ艺參数在内的生产曲线，并针对该生产曲线执行实时采样以获得多个采样点；从所 获得的采样点中选择其螺杆位置与所述开始点Sstart相对应的点，然后基于以下公式 (二）来计算当前充填指数Fr:
其中，Scmrat表示针对生产曲线所实时获取的当前采样点，也即上述实时获得的多个采 样点中的最后ー个；j、j-l分别表不米样点的编号并且ノ￡|^こ》足",,???]，Pj、P^1分别表不 编号为j、j-l的采样点所对应的注射压力；XpXp1则分别表示编号为j、j-l的采样点所对 应的注射螺杆位置；11表示取绝对值的计算 (d) 将步骤（b)所计算出的制品充填指数FI作为保压切换指标，并与通过步骤（c)所 实时计算的当前充填指数Fr进行比较，其中当后者小于前者时，返回至步骤（c)继续执行 注塑加工；而当后者等于或大于前者吋，则在此加工时刻执行保压切换操作。
2. 如权利要求1所述的动态调整方法，其特征在于，所述注射压カ优选通过采集自注 射机系统油压或者喷嘴压カ而获得；所述注射螺杆位置优选通过自注射机螺杆位置传感设 备来执行采集。
【专利摘要】本发明公开了一种塑料注射成型保压切换的动态调整方法，包括：在正式加工之前，执行至少一个模次的塑料注射成型加工工艺并获得多个采样点，其中包括注射压力由波动转为稳定时所对应的开始点以及保压切换位置所对应的切换点，同时记录相应的注射螺杆位置和注射压力；计算出制品充填指数FI；启动正常加工并实时采集多个采样点，其中包括螺杆位置与开始点相对应的采样点，然后计算出当前充填指数FI*；将制品充填指数FI作为保压切换指标与当前充填指数进行比较，由此执行保压切换的动态调整。通过本发明，能够在无需增加额外设备的情况下，显著改善因生产因素波动而导致的塑料制品重量波动问题，同时具备便于操控、精度高和稳定性好等优点。
【IPC分类】B29C45-77
【公开号】CN104626494
【申请号】CN201410767903
【发明人】张云, 周循道, 毛霆, 周华民, 黄志高, 李德群, 高煌
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月12日
【公告号】CN104626494B