用于评估注塑模具的工艺技术特性的方法

用于评估注塑模具的工艺技术特性的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于定性地和/或定量地将注塑模具按模具类别分类的意义上评 估注塑模具的工艺技术特性的方法。基于此，确定优选的介入范围和/或调节变量用以在环 境条件变化的情况下适配注塑机参数和/或干扰效应对注塑过程的影响。
【背景技术】
[0002] 对于具有用于制造特定的成形件的特定的模具的注塑机，其已经理想调定的注塑 过程在循环运行中实际上常常陷入波动，这些波动归因于变化的环境条件和/或干扰效应 对注塑过程的影响。这种变化的环境条件可能例如是：
[0003] -在安装注塑机的车间中的车间温度发生变化。由此可能导致从模具或从注塑机 的加热装置到周围环境中的损耗热流变化，这又可能对熔融物的温度并且因此对该熔融物 的粘性产生直接影响；
[0004] -待处理的原料的质量波动，其中例如原料的纤维含量、湿度或再生粒成分可能随 批次而变化，这同样可能导致在注塑机参数固定地预设的情况下熔融物的粘度变化。
[0005]由此可能导致制成的成形件的显著的质量偏差。例如可能导致成形模具的过量填 充，也就是说导致过量注射，这一方面引起在成形件上的不期望的毛刺并且另一方面可能 导致成形模具的损坏。另一方面可能导致不足的模具填充，这通过不完全成形的成形件体 现出来，当不再达到所需要的质量标准时，这些成形件同样在后续过程中被归为次品。
[0006] 为了补偿熔融物随着时间变化的粘度的效应，已知的是，基于在模具腔中的压力 测量适配保压程度(Nachdruckhoehe)。此外已知的是，为了校正变化的粘度而适配从注入 阶段切换到保压阶段(Nachdruckphase)中的时间点和/或位置，亦即确定所谓的切换点。在 此，在现有技术中在这两种上述的方法中必要的是，有经验的、亦即经强化训练的机器操作 员基于对待制造的部件的认知并且因此基于对模具腔和其特性的认知首先确定适合的介 入范围的类型和/或适合的调节变量的类型。在第二步骤中，需要有经验的机器操作员在其 选择待影响的调节变量或介入范围的适合的类型之后附加地基于其经验确定为了再次获 得质量良好的成形件而待实行的介入的程度或改变的程度。这基于，介入范围和/或调节变 量的合理的选择以及相应的介入的程度与相应的待制造的部件的几何结构高度相关，例如 壁非常薄的或壁相当厚的成型件以及原料和/或原料类型的质量波动。因此，这例如在壁相 对薄的构件中，亦即在非常快速地发生熔融物凝固过程的壁相对薄的模具腔中提高保压压 力或延长保压持续时间是不大有效的。而在此对于合理地选择介入范围更有成功希望的是 注入速度，以确保成形模具被尽可能完全地填充或者在过量注射的情况下填充体积略微回 缩。
[0007] 对于注塑机参数的这种变化和其原则上的选择，在现有技术中强制性地需要有经 验的机器操作员，该机器操作员基于其知识和其技能选择有针对性的介入范围和/或调节 变量并且在它们的程度方面对其正确校正。在此不利的是，注塑过程的完全自动化是不可 能的，因为在环境条件变化或者干扰效应发生或作用到对注塑过程上的情况下，有经验的 机器操作员的介入是必需的。
[0008] 作为最优的介入的基础，首先在模具腔中进行压力测量。但是这导致在模具腔中 需要附加的压力传感器。关于这样的压力传感器已证实的是，所述压力传感器一方面要成 本高地安装并且在模具维护的范畴中产生高的维护耗费。

【发明内容】

[0009] 因此本发明的目的是，提出一种方法，该方法用于定性地和/或定量地将注塑模具 按模具类别分类并且用于确定优选的介入范围和/或调节变量以便在环境条件变化的情况 下适配注塑机参数和/或干扰效应对注塑过程的影响，该注塑过程能够自动化地或部分自 动化地运行。此外，本发明的目的是实现根据本发明的结果，其中注塑过程的特征性变量能 够以简单的方式方法、亦即基于通常以测量技术检测到的注塑机变量来确定和使用。
[0010] 所述目的借助具有权利要求1所述的特征的方法得以实现。在从属权利要求中给 出有利的实施形式。
[0011]因此应能够实现，注塑机在循环运行中尽可能无需由有经验的机器操作员监控或 进行校正地介入。
[0012] 根据本发明认识到，为了自动化地或部分自动化地运行针对特定的模具或针对不 同的模具几何结构的注塑过程，应实现在无需有经验的机器操作员参与的情况下灵巧熟练 地选择调节变量和/或介入范围以及它们的校正值。为此，本发明提供一种方法，其中在循 环运行中从注塑机的过程参数中推导出注塑模具的相关特性。根据本发明可知，以商Q的形 式的特定的特征参量是适合的，作为特征参量所述商由在注塑过程的注入阶段结束时在压 缩阶段中的压力增量A P(例如模具内部压力或熔体压力）作为分子并且在该时间段中（亦 即在注入阶段结束时在压缩工艺阶段期间）挤出的熔融物体积△ V作为分母得出。在注塑循 环的压缩阶段期间挤出的熔融物体积△ V能够以简单的方式方法经由相应的螺杆行程△ s 确定。如果在模具腔中存在压力传感器，那么在注塑过程的压缩阶段期间的压力增量A p能 够经由模具内部压力或者经由注塑机的注入装置中的熔体压力来确定。
[0013] 作为替选，合适的商Q能够从在保压阶段中经由螺杆行程Asn测量的在保压阶段 中挤出的体积△ Vn和在注入阶段中经由螺杆行程△ Sf3测量的在注入阶段中挤出的体积△ Vn 的比值确定。替代行程变化A Sn，也可监控从该行程变化推导出的速度变化，因为这两个变 量能彼此换算。因此例如在设置用于制造壁较薄的构件的第一成形模具中，由压力增量A p 和被挤出的熔融物体积△ V得出的商Q，亦即被换算到在确定被挤出的体积时经过的相应的 螺杆行程A s时为商Q= △ p/ △ s，要比在应生产壁相对较厚的构件的模具中的情况更大。
[0014] 在合格件生产中，在注入阶段中以恒定的体积工作，使得直到达到切换点必须实 现相应所需的模具填充。在保压阶段中挤出的体积△ Vn相对于在注入阶段中挤出的体积△ Ve越大，就越有可能是从成形件的并且因此成形模具的壁更厚的基本特征出发，从而由此 遵循，商Q= △ Sn/A sJi大，那么模具特性、即模具类别就越符合于壁更厚的构件。从中能例 如推断出，越是壁更厚的构件，那么越来越有意义的是，校正地在保压阶段中进行介入并且 借助提升的Q= A Sn/ △~也能将介入的程度选择为更大用于适配注塑机参数。因此根据所 述商Q= Δ ρ/Δ S或Q= Δ Sn/Δ Sf3能够做出基本判断，在哪个介入范围中（亦即例如在注入阶 段中、在压缩阶段中或者在保压阶段中）是最有希望对注塑机参数进行成功适配的和/或在 第二评价步骤中确定对所述注塑机参数的待实行的适配的程度。
[0015] 在此根据本发明，对于商Q的值提供至少一个极限值(G1;…;Gx; ···&")，其中根据 该极限值确定，商Q的值是否小于或等于极限值G1或大于极限值Gn或者位于这两个极限值之 间的范围中，尤其位于两个极限值G n-JPGn之间的范围中。根据本发明，为这些通过确定所 提供的极限值(G1; ···;0")而彼此分开的范围匹配有一个或多个针对优选的介入范围的推荐 或调节变量用于适配注塑机的调节参数。如果存在这样的判断矩阵，亦即确定的极限值 (G 1;…而)和由此限定的范围，那么能够确定:商Q的值位于这些范围中的哪些范围中。
[0016] 随后可输出与所确定的范围匹配优选的介入范围和/或用于改变调节变量的优选 的量值用于适配注塑机的机器参数。在部分自动化的运行中，这例如能够在显示器上这样 进行，使得即使没有经验的机器操作员也仅需将由机器本身建议的值传输到机器控制装置 中，而不必自身做出相关的专业判断。在全自动化的运行中，可以将与所确定的范围匹配的 优选的介入范围的输出和/或用于改变调节变量的量值也直接输出到机器控制装置上，然 后借其在下一个注塑循环中使用经校正的注塑机参数。
[0017] 所述根据本发明作为表征模具特点的和/或表征原料特点的商Q= Δ p/ △ s或Q = A sn/A~的确定通过在至少一个注塑循环期间的测量实现，该注塑循环具备用于以待评价 的模具和/或原料获得足够高质量的注塑件的注塑机调定状况。为此提供一种注塑机，所述 注塑机具有待分类的并且设置用于所述确定的注塑模具，和/或提供待表征的并且设置用 于所述确定的原料。
[0018] 因此，根据本发明的用于定性地和/或定量地