專利名稱：用于改進和控制天然的和合成的可模塑化合物的固化的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于監(jiān)視和控制天然的和合成的可模塑化合物的固化和凝固的方法和設(shè)備。這樣的可模塑化合物的典型是聚合物。
背景技術(shù)：
迄今為止，在固化和/或凝固期間對可模塑聚合物的加工應(yīng)用固定的工藝參數(shù)的方法已導(dǎo)致了由于過度保守的固化時間而降低了產(chǎn)率；以及由于固定的工藝參數(shù)無法適應(yīng)固化和/或凝固工藝中固有的可變性而使產(chǎn)品均一性不良。
已經(jīng)嘗試了分析介電特性以確定固化部件的固化狀態(tài)。具體地，在此將其全文引作參考的下列參考文獻公開了可能與分析固化狀態(tài)和/或凝固工藝相關(guān)的各種技術(shù)美國專利文獻4,344,142 1975年8月6日提交 發(fā)明人Diehr，II等人4,373,092 1980年12月29日提交 發(fā)明人Zsolnay4,399,100 1980年12月29日提交 發(fā)明人Zsolnay等人4,423,371 1981年9月3日提交 發(fā)明人Senturia等人4,496,697 1982年8月24日提交 發(fā)明人Zsolnay等人4,510,103 1983年9月19日提交 發(fā)明人Yamaguchi等人4,551,807 1983年8月17日提交 發(fā)明人Hinrichs等人4,723,908 1985年5月1日提交 發(fā)明人Kranbuehl4,777,431 1986年6月27日提交 發(fā)明人Day等人4,773,021 1988年9月20日提交 發(fā)明人Harris等人4,868,769 1989年9月19日提交 發(fā)明人Persson等人
5,032,525 1988年3月31日提交 發(fā)明人Lee等人5,219,498 1991年11月12日提交 發(fā)明人Keller等人5,317,252 1992年9月15日提交 發(fā)明人Kranbuehl5,486,319 1993年12月29日提交 發(fā)明人Stone等人5,528,155 1996年6月18日提交 發(fā)明人King等人5,872,447 1997年9月10日提交 發(fā)明人Hager，III其他出版物■ A comparative study of step curing and continuous curingmethods，1994，D.Khastgir，Indian Institute of Technology■ AC Impedance Spectroscopy of Carbon Black-Moldablecomposites，1999，K.Rajeshwar，University of Texas atArlington■ Anelastic and Dielectric Effects in Potymeric Solids，1967，N.G.McCrum，B.E.Read，and G.Williams用于制造部件的固化和凝固技術(shù)已經(jīng)提供了例如聚合樹脂的介電(這里也稱為“阻抗”)特性和這種樹脂的固化和/或凝固之間的一些關(guān)系。但是，與聚合可模塑固化和/或凝固相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)還沒有完全解決在生產(chǎn)工藝中、尤其是在注塑或其他模塑類型的高度摩擦和高壓環(huán)境下直接進行電氣或阻抗的測量的實際方面。另外，現(xiàn)有技術(shù)沒有令人滿意地公開對于各式各樣的模塑方法和條件，使用獲得的電氣數(shù)據(jù)來實現(xiàn)例如聚合可模塑化合物的固化和/或凝固工藝的閉環(huán)控制。具體地，現(xiàn)有技術(shù)沒有提供在通過固化和/或凝固聚合物來模制大部件的期間有效地減少有缺陷部件的解決方案或公開內(nèi)容。更具體地，現(xiàn)有技術(shù)沒有公開使用來自模具內(nèi)固化或/和凝固工藝的電氣(即阻抗)數(shù)據(jù)樣本的有效技術(shù)，其中這樣的數(shù)據(jù)樣本是從多個模具內(nèi)傳感器同時接收的，所述傳感器以如下方式分布使得能夠評估大部件的不同部分的固化和/或凝固狀態(tài)。
現(xiàn)有技術(shù)也沒有示出在固化和/或凝固工藝中如何補償(a)批次間和批次內(nèi)的聚合可模塑固化化合物的變化，以及(b)材料厚度的差異。另外，現(xiàn)有技術(shù)沒有補償由設(shè)備的性質(zhì)、工具加工(tooling)以及聚合可模塑固化化合物的熱史而引入到該工藝中的附加變量。
另外，現(xiàn)有技術(shù)使用介電或阻抗測量傳感器，其采用具有精確面積和間距的、相對且平行的電極，并且其中所述電極與可模塑化合物直接接觸。盡管該電極和傳感器提供了用于在固化和/或凝固期間測量阻抗特性的手段，但是將它們使用在部件生產(chǎn)環(huán)境中可能是不實際的。例如，很多可模塑組件是使用部件模制技術(shù)生產(chǎn)的，該技術(shù)使該傳感器承受高達30000psi的壓力和高達425的溫度，以及要在高度摩擦的環(huán)境中經(jīng)受得住(例如，由于可模塑化合物在傳感器上的流動)。最后，這樣的現(xiàn)有技術(shù)傳感器還必須能夠經(jīng)受得住通過典型的清潔方法如CO2和塑料珠沖擊的模具清潔。
因此，上面描述的缺陷通過下文中公開的固化方法和系統(tǒng)而解決。另外，由于需要固化時間安全裕度(即超過通常認為的期望時間的固化時間)和/或由可模塑化合物的固化工藝中固有的可變性導(dǎo)致的對模塑物(plasticmolder)的標準實踐，因此需要有實時反饋固化控制系統(tǒng)，其減少模塑物的安全裕度并且同時防止廢品增加和干擾部件生產(chǎn)。下文中公開的固化方法和系統(tǒng)也解決了對實時反饋固化控制系統(tǒng)的需求。
定義和術(shù)語在下面的公開內(nèi)容中使用了大量的技術(shù)術(shù)語和縮寫。因此，為了方便起見，在本節(jié)中描述了許多這些術(shù)語和縮寫。因此，建議參考此節(jié)以獲得這里使用的術(shù)語的描述。
置信區(qū)間數(shù)值范圍，其內(nèi)的具體數(shù)指示事件或條件發(fā)生的可能性，例如，諸如0.8到1.0的概率范圍。
固化如下面使用的，此術(shù)語是指(a)經(jīng)歷交聯(lián)的聚合物從軟化結(jié)構(gòu)到脊(ridge)結(jié)構(gòu)的化學(xué)變化，以及(b)具有延展性的聚合物的硬化，使得其凝固成剛性結(jié)構(gòu)而沒有化學(xué)變化。
指數(shù)幅度系數(shù)通過對一組原始數(shù)據(jù)進行最佳指數(shù)擬合而定義的幅度系數(shù)(A)，其中擬合曲線(y)由下面方程式描述y＝Ae-αt，其中t是時間。
指數(shù)衰減通過對一組原始數(shù)據(jù)進行最佳指數(shù)擬合而定義的衰減系數(shù)(α)，其中擬合曲線(y)由下面方程式描述y＝Ae-αt，其中t是時間。
阻抗數(shù)據(jù)流對于在固化和/或凝固工藝期間工作以便檢測固化部件內(nèi)的阻抗改變的每個傳感器，在部件固化期間得到時間系列值，其中這些值指示例如由傳感器、部件模具和其中的可模塑化合物提供的對應(yīng)的電容器電路(CC)的阻抗測量。特別地，每個電容器電路被可操作地配置成使可模塑化合物成為用于對應(yīng)的電容器電路的電介質(zhì)。另外，這里提到的阻抗數(shù)據(jù)流段更完全地被描述在2004年3月11日提交的美國專利申請No.10/800,079中，在此將其全文引作參考。
低CTE的金屬材料一種具有低熱膨脹系數(shù)的材料。
可模塑化合物該術(shù)語是指(a)聚合可模塑化合物、(b)苯乙烯單體化合物(SMC)、(c)酚醛材料和(d)熱固性塑料例如酚醛、脲、三聚氰胺、三聚氰胺-酚醛、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯；注意，在該定義和術(shù)語節(jié)中描述了術(shù)語“聚合可模塑化合物”、SMC和“酚醛材料”。
酚醛材料通過甲醛[HCHO]和苯酚[C6H5OH]的反應(yīng)形成的可模塑塑料材料，但是可以使用幾乎任何反應(yīng)性酚或醛。該材料可以用玻璃纖維或其他材料進行大量增強或“填充”。酚醛由于其高沖擊強度、優(yōu)異的磨損特性和寬溫度范圍內(nèi)的尺寸穩(wěn)定性而眾所周知。酚醛可以是熱固性模塑的。商業(yè)上所用的酚是苯酚、甲酚[CH3C6H4OH]、二甲苯酚[(CH3)2C6H3OH]、對叔丁基苯酚[C4H9C6H4OH]、對苯基苯酚[C6H5C6H4OH]、雙酚[(C6H4OH)2]和間苯二酚[C6H4(OH)2]。所用的醛是甲醛和糠醛[C4H3OCHO]。在未固化和半固化狀態(tài)下，酚醛樹脂用作膠粘劑、鑄塑樹脂、澆注化合物和層壓樹脂。作為模塑粉末，酚醛樹脂可以用于電用途。
工藝曲線從對應(yīng)的阻抗數(shù)據(jù)流(此術(shù)語上面描述過)導(dǎo)出的阻抗數(shù)據(jù)，其中所述阻抗數(shù)據(jù)流中的值已經(jīng)被“平滑”(或者以其他方式處理)，使得可以更容易地確定曲線斜率和其他數(shù)學(xué)曲線特性。用于平滑阻抗數(shù)據(jù)流的操作的示例是(a)對于阻抗數(shù)據(jù)流的一個或多個預(yù)定時間段中的每個段，確定段項目上的線性最小平方最佳擬合、以及結(jié)果線的斜率(即方程式y(tǒng)＝mx+b中的m)。然后，工藝曲線變成所確定的線的銜接序列；(b)對于阻抗數(shù)據(jù)流的一個或多個預(yù)定時間段中的每個段，確定對段中的阻抗數(shù)據(jù)流項目進行建模的最佳擬合3階多項式；以及(c)對于阻抗數(shù)據(jù)流的一個或多個預(yù)定時間段中的每個段，確定對段中的阻抗數(shù)據(jù)流項目進行建模的指數(shù)最佳擬合，其中至少確定用于該指數(shù)最佳擬合的衰減系數(shù)，并且在一些實施例中確定衰減和幅度系數(shù)兩者(即確定下面方程式y(tǒng)＝Ae-ax中的α和A兩者)。
工藝曲線然后成為對于所述一個或多個時間段中的每個所產(chǎn)生的曲線的連接。注意工藝曲線可以從基本上為部件的整個固化時間的單個時間段導(dǎo)出。但是，通常這樣的時間段可以限制到10％到35％的范圍中的固化時間的百分數(shù)。
當然，其他平滑算子也在這里公開的新穎固化系統(tǒng)的范圍內(nèi)，如樣條曲線(例如，其形狀可以由從阻抗數(shù)據(jù)流的值計算的“控制點”來控制)。
R-平方(R2)R-平方(也稱為確定系數(shù))是由于對應(yīng)的自變量而導(dǎo)致的應(yīng)變量的總變化的減小的統(tǒng)計量度。接近于1.0的R-平方值指示對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型解釋了各個變量中的幾乎所有可變性。
可模塑聚合物(等同地，“聚合可模塑化合物”)該術(shù)語是指(a)典型的基體可模塑聚合物(b)酚醛化合物，和(c)與其他材料組合的酚醛化合物，所述其他材料包括(但不限于)
無機物填充酚醛、玻璃填充酚醛、用(但不限于)棉花、PTFE(即聚四氟乙烯)、木粉和石墨填充的纖維素酚醛。
此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，包括在術(shù)語“可模塑聚合物”中的有乙烯-甲基丙烯酸共聚物、尼龍、聚碳酸酯、聚氯三氟乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、聚醚醚酮、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、苯乙烯-丙烯腈、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈、聚酰胺-酰亞胺、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚酰亞胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚砜、苯乙烯-馬來酸酐、熱塑性彈性體、聚丙烯、聚苯乙烯、熱塑性烯烴、聚四氟乙烯及其混合物；即，熱塑性材料。
SMC苯乙烯單體化合物，例如通常含有約35wt％苯乙烯單體、但是可以在約0％-50％范圍內(nèi)變化的聚酯樹脂。
噸位(Tonnage)模壓器的壓縮力，通常以噸表示。
工具鋼適用于制造注塑和壓縮模具的鋼，如AISI型A2工具鋼。
阻抗相關(guān)數(shù)據(jù)的拓撲特征在工藝曲線內(nèi)可識別和獨特的特征，如曲線斜率、峰(例如局部最大值)、谷(例如局部最小值)、平坦部分(例如基本上零斜率)、拐點、曲線斜率的變化率等。
真空端口在模具中設(shè)計的、用于將模具腔中的壓力減到低于大氣壓的端口。

發(fā)明內(nèi)容
本公開內(nèi)容涉及用于控制由可模塑化合物(此術(shù)語被描述在上文的定義和術(shù)語節(jié)中)固化(此術(shù)語也被描述在上文中)和成型模制部件的方法和系統(tǒng)。特別地，由這里公開的固化方法和系統(tǒng)得到的模制部件(a)可以既是較完全成型的又是較完全固化的(但不是過度固化的)；
(b)具有一致的和可重復(fù)的部件特性，包括減少的(或沒有)起泡和/或孔隙；(c)具有期望的特性如抗壓強度、與相異材料的粘合性、尺寸一致性等；以及(d)以每個部件的縮短的平均固化時間而固化(例如，可達大約38％)。
另外，這里公開的固化方法和系統(tǒng)●在傳統(tǒng)的部件生產(chǎn)環(huán)境中是魯棒的和可重復(fù)的，例如在生產(chǎn)大體積汽車用(automotive)SMC模制部件的環(huán)境中；●在制造一致部件的同時自動地調(diào)整固化時間以補償模具溫度波動；●使用在模具中提供的多個阻抗檢測傳感器示出可模塑化合物的模具內(nèi)引入和放置對部件固化速率的影響(如下文中描述的那樣)；●識別在部件固化期間的可模塑化合物的流動異常，并且提供反饋以有效地改變固化工藝變量，以改進模塑工藝；以及●識別被固化的可模塑化合物中的變化，并且提供連續(xù)地改進部件成型的機制。
這里公開的固化方法和系統(tǒng)包括新穎特征，其用于監(jiān)視和控制模具中可模塑化合物的流動，以及可模塑化合物的聚合或交聯(lián)。另外，這樣的監(jiān)視和控制可以實時地即在部件的固化(例如熱固)期間執(zhí)行，使得可以減少所生產(chǎn)的有缺陷部件的數(shù)量。
另外，這里公開的固化方法和系統(tǒng)可以消除當前用于保證部件(特別是相對大的部件)正確成型和固化的固化時間安全裕度的大部分。
本公開內(nèi)容一般涉及一種新穎的固化方法和系統(tǒng)，其中有多個傳感器可操作地分布在模具內(nèi)，用于檢測部件成型的狀態(tài)以及在部件的各間隔部分處的固化狀態(tài)。因此，從多個傳感器的輸出可以用于確定是否和/或何時該模具被正確地填充可模塑化合物，以及是否和/或何時該部件既被正確固化，又在整個部件中處于基本上均一的固化速率。
對于在固化工藝期間工作的多個傳感器中的每個傳感器，獲得阻抗值的數(shù)據(jù)流(這里表示為“阻抗數(shù)據(jù)流”)，其中這些值指示從由傳感器、部件模具和其中的可模塑化合物提供的對應(yīng)電容器電路(CC)獲得的阻抗測量。特別地，每個電容器電路被可操作地配置成使可模塑化合物成為對應(yīng)電容器電路的電介質(zhì)。對于每個阻抗數(shù)據(jù)流，可以有對應(yīng)的“工藝曲線”(如在上文的定義和術(shù)語節(jié)中所述)。另外，這樣的工藝曲線可以表示為對應(yīng)的阻抗數(shù)據(jù)流的阻抗測量的時間系列圖。注意這樣的工藝曲線可以但不要求是阻抗數(shù)據(jù)流的完全平滑表示；但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，該工藝曲線可以是平滑的曲線段的連接(例如，連續(xù)的一階導(dǎo)數(shù))。這樣的阻抗數(shù)據(jù)流及其對應(yīng)的工藝曲線提供了指示部件如何在其模具中成型和固化的指示或“簽名”。特別地，工藝曲線的各種幾何特征(例如斜率、局部最大值、局部最小值、拐點等)已被確定為是良好成型、正確固化的部件以及各種部件缺陷的預(yù)測。因此，這里公開的方法和系統(tǒng)使用從多個傳感器的工藝曲線獲得的特性(例如形狀和/或幾何曲線特性如斜率和/或在該工藝曲線下的面積)來確定模具內(nèi)各位置處的正確和/或不正確固化狀態(tài)。注意該阻抗數(shù)據(jù)流可以表示下列阻抗類型的阻抗值中的一個或多個的時間系列阻抗(Z)(即對交流電路中的電流的總反抗的量度、其由兩個分量即歐姆電阻和電抗組成，并且通常以復(fù)數(shù)表示法表示為Z＝R+iX，其中R是歐姆電阻以及X是電抗)，相位角(Φ)、電阻(R)、電抗(X)、電導(dǎo)(G)和/或電容(C)。
另外，對于每個傳感器，可以有所產(chǎn)生的多個阻抗數(shù)據(jù)流(以及它們的相關(guān)工藝曲線)。例如，對于給定的傳感器，該阻抗數(shù)據(jù)流可以從由激勵對應(yīng)的電容器電路而輸出的信號響應(yīng)而導(dǎo)出，其中該激勵是輸入到電容器電路的多個預(yù)定的不同信號頻率中的一個的結(jié)果。因此，每個工藝曲線可以從輸入到具有傳感器的電容器電路的對應(yīng)單個信號頻率而獲得，并且結(jié)果工藝曲線的對應(yīng)形狀(或其他計算特性)可以用于監(jiān)視、控制和/或預(yù)測部件固化工藝的結(jié)果。
在這里公開的一些實施例中，可以分別處理各種時間系列電容器電路輸出數(shù)據(jù)分量(例如，阻抗(Z)、相位角(Φ)、電阻(R)、電抗(X)、電導(dǎo)(G)或電容(C))以監(jiān)視和控制部件固化工藝。因此，由這些不同數(shù)據(jù)分量產(chǎn)生的工藝曲線可以提供獨特的形狀(或其他特征)，其特性可以用于監(jiān)視和控制固化工藝。例如，該特性可以包括工藝曲線局部最大值、或局部最小值、曲線斜率、斜率、具有基本上零斜率的工藝曲線部分的標識、拐點、工藝曲線部分下的面積等。
可以單獨地或成組地比較或評估從多個該模具內(nèi)傳感器獲得的工藝曲線，以檢測部件(特別是相對大的部件如汽車儀表板)的各部分的固化狀態(tài)的變化和/或異常。因此，可以通過評估從鄰近傳感器的輸出導(dǎo)出的工藝曲線的特性、或通過將這樣的工藝曲線特性與來自其他傳感器的工藝曲線的對應(yīng)特性相比較而檢測部件固化中的局部化異常。關(guān)于該比較，可以比較下列項(a)對于部件固化的特定經(jīng)過時間，監(jiān)視部件固化的一個傳感器的工藝曲線的一部分的平均斜率與來自監(jiān)視部件固化的另一傳感器的工藝曲線的對應(yīng)部分的平均斜率；(b)監(jiān)視部件固化的一個傳感器的工藝曲線的最大值與來自監(jiān)視部件固化的另一傳感器的工藝曲線的最大值；(c)當部件脫模時，監(jiān)視部件固化的一個傳感器的工藝曲線的值與來自監(jiān)視部件固化的另一傳感器的工藝曲線的值。
部件固化中的該局部化異常可能是由于例如減少的可模塑化合物到模具的一部分的流動、和/或固化部件的一部分的固化速率與該部件的其余部分的固化速率有偏差(例如，由于部件厚度變化、模具內(nèi)不均勻的熱量分布等)。另外，更全局的部件固化評估也可以通過例如評估輸出阻抗數(shù)據(jù)的多個傳感器的對應(yīng)工藝曲線(例如，在相同的阻抗頻率)之間的一致性程度(或其不足)來確定。例如，當該工藝曲線具有類似的形狀但是在時間上彼此偏移時，這可能指示部件的不同部分可能是處于不同的固化速率，并且例如可能需要對模具的各部分進行固化時間調(diào)整和/或溫度調(diào)整，以便使整個部件(或隨后的部件)正確固化。
本固化方法和系統(tǒng)的另一方面是使用由多個傳感器(模具內(nèi))產(chǎn)生的阻抗數(shù)據(jù)流的初始部分來調(diào)整用于隨后的模制部件(例如，來自同一模具)的固化條件，使得在固化的開始之前要固化的可模塑化合物基本上完全填充該模具。特別地，可以調(diào)整模壓器噸位和壓閉(press closure)速率以修改固化速率，以及更特別地，固化可模塑化合物中的實質(zhì)交聯(lián)的開始。
在這里公開的固化方法和系統(tǒng)的至少一些實施例中，在特定部件類型的部件的批量固化之前，可以進行測試或采樣階段，以確定用于該部件的可模塑化合物的各組成或批次的樣本的固化特性。例如，該樣本可以被固化(a)以在模具中提供的可模塑化合物的不同布置，(b)以不同的固化溫度，(c)持續(xù)不同長度的時間，(d)以不同的模壓器噸位?？梢栽u估結(jié)果測試部件和它們對應(yīng)的工藝曲線，以確定對固化工藝的調(diào)整，使得例如可以延長來自可模塑化合物的特定批次的欠固化樣本部件(并且具有特定的到模具中的引入)的固化時間和/或提高模具溫度。因此，通過將從該樣本測試導(dǎo)出的工藝曲線與在該部件類型的生產(chǎn)運作(例如其中可以生產(chǎn)數(shù)千個部件實例)中固化部件的期間獲得的對應(yīng)的阻抗數(shù)據(jù)相比較，可以確定部件的成型和固化是正確的還是不正確的。另外，如果部件的固化和/或成型是不正確的，則可以對固化工藝作出調(diào)整，以便使結(jié)果部件更可能是可接受的。特別地，該調(diào)整可能導(dǎo)致工藝曲線的隨后部分(來自多個傳感器)更好地符合正確地成型和固化的部件的工藝曲線。因此，盡管單獨部件之間的該工藝曲線可能在幅度和/或各種曲線特性的相對時序方面是不同的(例如由于部件厚度、熱史、模具溫度和熱傳輸速率、固化級別以及各種其他因素而導(dǎo)致)，但是對于每個單獨部件，部件的工藝曲線的形狀的一致性程度以及該曲線的聚類程度可以用于預(yù)測該結(jié)果部件是否將被正確成型和固化。
本公開內(nèi)容的另一方面是在該固化系統(tǒng)的各實施例中以及對于某些可模塑化合物，一個或多個上面描述的工藝曲線的對應(yīng)形狀可能在給定時間展現(xiàn)“最大值”和/或“最小值”，其也可以用于推斷在監(jiān)視、控制和/或預(yù)測正確的部件固化時間方面有用的信息。
本公開內(nèi)容的另一方面是，在各實施例中和對于某些可模塑化合物，提供一個或更多個(優(yōu)選為多個)“評估器(evaluator)”(這里也稱為“程序代理(programmatic agent)”或“條件”)用于輸出與部件的固化時間相關(guān)的值。該評估器可以是例如在一個或多個工藝曲線之下的對應(yīng)斜率或積分面積。來自一個或多個評估器的輸出可以與已知的可模塑化合物樣本的固化時間相關(guān)聯(lián)，從而確定評估器的預(yù)測有效性。展現(xiàn)與結(jié)果部件的物理測量特性高度關(guān)聯(lián)的評估器可以用于推斷在監(jiān)視、控制和/或預(yù)測隨后固化的部件如大量生產(chǎn)的部件的正確固化時間方面有用的信息。在至少一個實施例中，組合(例如為線性組合)來自兩個或更多個(例如四個)提供與測量的固化特性的最高關(guān)聯(lián)程度的評估器的輸出，以產(chǎn)生甚至更好的用于預(yù)測部件固化時間的預(yù)測器。
本固化系統(tǒng)和方法的另一方面是，其實施例可以包括信號處理和其他軟件和硬件組件，用于導(dǎo)出工藝曲線以及該曲線的對應(yīng)特性(例如最大值和/或最小值)，以及利用該曲線特性實時地確定用于所生產(chǎn)的批量部件的更適宜的固化時間。特別地，利用例如獨立的智能代理的專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及計算體系結(jié)構(gòu)，以及提供基于統(tǒng)計的決策確定系統(tǒng)的混合式計算系統(tǒng)，如Salford Systems，8880 Rio San Diego Dr.，Ste.1045，San Diego，Calif.92108的CART。
另外，本固化系統(tǒng)和方法的一方面是，可以確定部件固化時間以獲得結(jié)果固化部件中的期望特性如抗張強度、抗壓強度、動態(tài)硬度、尺寸一致性、鼓泡/孔隙的減少和/或消除、以及與相異材料的粘合性。
本公開內(nèi)容的優(yōu)點、好處和可取得專利方面的另外描述將從下文的附圖和描述而變得明顯。本公開內(nèi)容的所有新穎方面，不管在此發(fā)明內(nèi)容節(jié)中是否明確提及，或單獨地或與本公開內(nèi)容的其他方面相組合地，都被認為是專利保護的主題。因此，可能從本發(fā)明內(nèi)容節(jié)中省略或不完全地描述的、在下文和/或附圖中公開的該新穎方面通過引用到本發(fā)明內(nèi)容節(jié)中而完全并入到這里。特別地，下文中的權(quán)利要求節(jié)的所有權(quán)利要求通過引用到本發(fā)明內(nèi)容節(jié)中而完全并入到這里。


圖1示出這里公開的部件固化方法和系統(tǒng)的一個實施例的組件。
圖2示出阻抗傳感器電路62的更詳細實施例，該電路(i)向傳感器17供給電信號，(ii)確定指示在傳感器17處或其附近處的可模塑化合物16的阻抗的阻抗測量。
圖3A示出可以用于獲得固化的可模塑化合物16的阻抗測量的多個傳感器之一的一個實施例的分解圖。
圖3B示出圖3A的傳感器17的附加視圖。
圖4示出在模具18中提供的電氣(阻抗)傳感器17。
圖5示出阻抗傳感器電路62的另一視圖。
圖6是執(zhí)行的高級步驟的流程圖，其用于確定開始部件固化的初始固化參數(shù)，以及用于確定對在固化部件時和/或用于固化隨后部件的固化參數(shù)的調(diào)整。
圖7是提供圖6的流程圖的步驟1014的更詳細步驟的流程圖。
圖8是示出在例如生產(chǎn)運作期間執(zhí)行的高級步驟的實施例的流程圖，其中預(yù)期為基本上相同的多個部件被順序地一個接一個地固化。
圖9示出典型SMC(聚酯，苯乙烯單體)阻抗數(shù)據(jù)流的曲線(以及對應(yīng)的工藝曲線)的圖，其中時間以秒示出在x軸上以及相對電導(dǎo)示出在y軸上。另外示出的是固化事件發(fā)生(或預(yù)期要發(fā)生)的各個點。
圖10示出用于固化從作為可模塑化合物16的SMC制造的部件的固化的阻抗數(shù)據(jù)流值的數(shù)據(jù)點(以及對應(yīng)的工藝曲線1404)。特別地，x軸表示時間的百分數(shù)，其中該部件被預(yù)期固化而不使用固化系統(tǒng)20。
圖11示出用于固化汽車車身鑲板的模具腔28的一部分，其中三個傳感器17(即傳感器17a、17b和17c)被示出在模具腔的側(cè)壁內(nèi)。
圖12在下面示出通過在正常溫度(300)、在285以及在315固化圖11的汽車車身鑲板而產(chǎn)生的阻抗數(shù)據(jù)流(傳感器17之一)的典型圖。
圖13示出在使用固化系統(tǒng)20監(jiān)視和調(diào)整部件固化之前，圖11所示的SMC裝料放置的典型阻抗數(shù)據(jù)流的曲線圖(以及它們的對應(yīng)工藝曲線)的圖。
圖14示出對于在圖11的模具腔28中固化的汽車車身鑲板，在模具腔28中重新安置SMC裝料之后典型的阻抗數(shù)據(jù)流的圖(以及它們的對應(yīng)工藝曲線)。
具體實施例方式
圖1說明這里公開的固化系統(tǒng)20的實施例，其中該固化系統(tǒng)包括下列高級組件(A)固化設(shè)備45，用于固化其中的部件；(B)控制系統(tǒng)39，用于控制固化設(shè)備45以及調(diào)整固化參數(shù)以減少在模具18中固化的部件中的缺陷；以及(C)固化設(shè)置子系統(tǒng)104，用于確定用于特定部件的初始固化參數(shù)集合、以及用于確定可用于校正可能產(chǎn)生有缺陷部件的固化條件的調(diào)整。
固化設(shè)備45包括下列高級組件(A.1)模具18，在其內(nèi)可模塑化合物16被固化成期望部件，該模具具有模具腔24，用于容納待固化成期望部件的可模塑化合物16。在模具18的體內(nèi)分布了多個傳感器17(在圖1中僅示出一個)，用于檢測在可模塑化合物16固化時其各個部分的阻抗特性；(A.2)多個電容器68的組件(僅示出其中的一個)，其中每個電容器68是由以下項形成的(i)直接放置到與被固化的可模塑化合物16相鄰的(并且通常接觸的)對應(yīng)一個阻抗傳感器17；以及(ii)接地的電容器極板64，其通常是模具18的另一部分。注意可模塑化合物16是每個這樣的電容器68的電容器電介質(zhì)。
控制系統(tǒng)39包括計算系統(tǒng)如計算機34(或計算機的網(wǎng)絡(luò))，其上執(zhí)行用于控制部件固化的處理。特別地，下列組件由計算機34所提供(或者能夠由計算機34通過例如通信網(wǎng)絡(luò)如因特網(wǎng)或局域網(wǎng)而訪問)(B.1)數(shù)據(jù)采集卡35，用于(i)產(chǎn)生輸入到傳感器測量單元60的正弦激勵電壓，其中傳感器測量單元60提供該電壓到傳感器17，以便獲得指示來自傳感器的阻抗數(shù)據(jù)流的結(jié)果信號；以及(ii)讀取從每個傳感器17(以及更具體地，從下文中進一步描述的、圖2的放大器36)輸出的阻抗信號并且將其數(shù)字化。
(B.2)數(shù)字信號發(fā)生器41，用于確定和輸出信號特性(例如頻率和電壓)，其中該信號特性用于控制數(shù)據(jù)采集卡35的信號輸出，并且具體地控制向傳感器測量單元60的信號輸出。
(B.3)數(shù)字信號解調(diào)組件42，用于解調(diào)通過數(shù)據(jù)采集卡35從傳感器17和放大器36接收的阻抗指示信號。
(B.4)固化數(shù)據(jù)捕獲數(shù)據(jù)庫23，用于存儲從傳感器17獲得的阻抗數(shù)據(jù)流，以及將該數(shù)據(jù)流與標識用于部件生產(chǎn)的可模塑化合物16的信息、以及用于從其獲得該阻抗數(shù)據(jù)流的部件的各種環(huán)境固化參數(shù)(例如固化溫度、固化時間、模具噸位等)相關(guān)聯(lián)。
(B.5)固化分析子系統(tǒng)26，用于分析來自當前固化的部件的輸出(該輸出從固化數(shù)據(jù)捕獲數(shù)據(jù)庫23獲得)，以及確定可能減少在部件中形成缺陷的、對固化工藝的任何調(diào)整(例如調(diào)整部件固化時間)，或者確定可以用于固化隨后的部件實例的調(diào)整。注意固化分析子系統(tǒng)26可以從固化控制數(shù)據(jù)庫27接收初始部件固化參數(shù)、以及固化調(diào)整參數(shù)(例如，在部件固化期間的固化參數(shù)調(diào)整，如模具18溫度調(diào)整等)。另外，固化分析子系統(tǒng)26可以接收或?qū)С鲇蓚鞲衅?7輸出的、標識阻抗數(shù)據(jù)流的特定特性的數(shù)據(jù)，用于對部件固化工藝作出調(diào)整、和/或識別何時要結(jié)束部件固化。圖8的流程圖以及下文中其附隨的說明提供了由固化分析子系統(tǒng)26執(zhí)行的操作的進一步公開。另外，固化分析子系統(tǒng)26可以包括專家系統(tǒng)和/或“智能”系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，用于識別工藝曲線的地形(例如形狀)特征或數(shù)學(xué)特性，和/或存在于工藝曲線中的模式。因此，固化分析子系統(tǒng)的實施例可以包括以下項中的一個或多個利用例如獨立智能代理、模糊邏輯的專家系統(tǒng)、一個或多個人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及計算體系結(jié)構(gòu)，以及提供基于統(tǒng)計的決策確定系統(tǒng)的混合式計算系統(tǒng)，如Salford Systems，8880 Rio San Diego Dr.，Ste.1045，San Diego，Calif.92108的CART。阻抗數(shù)據(jù)流的圖形表示的示例在圖9、10以及12到14中示出。
(B.6)固化控制器43，用于控制固化設(shè)備45中部件的固化。具體地，控制器43與固化分析子系統(tǒng)26通信，用于確定對部件的當前固化(例如固化時間)的調(diào)整和/或用于識別用于在同一模具18中固化隨后部件的調(diào)整。在執(zhí)行這樣的調(diào)整時，控制器43通過到輸出裝置38的命令線28將固化命令或指令輸出到固化設(shè)備45。裝置38又可以將該命令或指令翻譯(如果必要)成固化設(shè)備45的組件(例如模壓器和模具加熱系統(tǒng))能夠執(zhí)行的對應(yīng)命令或指令，然后通過線44將這樣翻譯的命令或指令提供到固化設(shè)備45。例如，這樣翻譯的命令或指令可以是(i)對于在模具18中固化的隨后部件，在特定一個傳感器17的附近增加模具18固化溫度，(ii)減少施加到模具18的噸位，(iii)延長當前部件的固化時間，和/或(iv)打開模具18。
(B.7)數(shù)字輸入裝置37，用于接收(通過線40)何時固化循環(huán)已啟動、或者何時可模塑化合物16被提供到模具18的指示。數(shù)字輸入裝置37通過線29將對應(yīng)的通知輸出到固化控制器43。該裝置37的例子在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是公知的。
(B.8)傳感器測量單元60，用于產(chǎn)生輸入到傳感器17的電氣信號，以及用于從傳感器17接收阻抗指示信號(即阻抗數(shù)據(jù)流)。注意，對于每個傳感器17可以有唯一的傳感器測量單元60。
(B.9)放大器36(每個傳感器測量單元60至少一個)，用于放大與電容器68的阻抗對應(yīng)的實時(即在部件固化期間)阻抗數(shù)據(jù)信號。
關(guān)于固化設(shè)置子系統(tǒng)104，此子系統(tǒng)由固化用戶使用，用于交互地確定用于在特定模具18中固化隨后的系列部件的初始固化參數(shù)設(shè)置，以及在一些實施例中，確定在這些部件的固化期間可以作出的可能調(diào)整。固化設(shè)置子系統(tǒng)104可以執(zhí)行一個或多個下列任務(wù)(C.1)允許用戶訪問固化信息檔案31(圖1)，以獲得與要用于當前固化工藝的可模塑化合物16相關(guān)的歷史固化信息，該信息例如是(i)用于該可模塑化合物的典型固化溫度(及其范圍)，(ii)用于該可模塑化合物16的典型固化工藝曲線(及其變化)，(iii)根據(jù)可模塑化合物16的組成的固化溫度變化；(C.2)允許用戶訪問關(guān)于待使用的固化設(shè)備45的信息，例如用于固化設(shè)備45的優(yōu)選溫度設(shè)置可以典型地比固化設(shè)備45的另一復(fù)制品或模型高1度；(C.3)允許用戶與子系統(tǒng)104交互以執(zhí)行下文中描述的圖6和7步驟，其中可以使用不同批次的指定可模塑化合物16來固化樣本部件，并且使用不同的固化參數(shù)(例如固化時間、模具溫度、噸位等)來固化它們?？商鎿Q地，如果在檔案31中有足夠的歷史固化信息，則不需要生產(chǎn)和評估樣本部件。在任何情況下，固化設(shè)置子系統(tǒng)104將結(jié)果初始固化參數(shù)設(shè)置、要在部件固化期間執(zhí)行的(任何)固化調(diào)整(或用于固化附加部件的隨后調(diào)整)、以及部件固化終止條件的集合輸出到固化控制數(shù)據(jù)庫27。
數(shù)據(jù)采集和控制硬件數(shù)據(jù)采集和控制硬件(例如，圖1的實施例的數(shù)字信號發(fā)生器41以及數(shù)據(jù)采集卡35)可以產(chǎn)生一個或多個期望頻率的多個正弦信號，其被輸入(通過傳感器測量單元60之一)到每個阻抗傳感器17。具體地，如果多于一個信號頻率被輸入到每個傳感器17，則該信號頻率被串行地多路復(fù)用到每個傳感器中，使得與典型的部件固化時間相比可以幾乎同時地獲得來自每個輸入頻率(和針對每個傳感器)的傳感器阻抗響應(yīng)。輸入的一個或多個頻率可以在10Hz到5GHz的范圍內(nèi)，并且從傳感器響應(yīng)確定對應(yīng)的電導(dǎo)和/或電容測量。因此，電導(dǎo)和電容讀數(shù)(等同地，工藝曲線)對于固化下的可模塑化合物16是特定的，原因在于化合物的兩極成分將產(chǎn)生對于可模塑化合物是特定的介電響應(yīng)模式。另外，該電導(dǎo)和電容讀數(shù)可能對于使用的固化設(shè)備45是特定的。
傳感器17阻抗傳感器17之一的實施例在圖2中較詳細地示出。具體地，每個傳感器17包括主電極10，其用作對應(yīng)電容器68的電容器極板。附加的防護或屏蔽電極11環(huán)繞主電極10，并且起到屏蔽作用，阻止到相鄰模18表面的電場的過多的邊緣通量(fringing)，中每個傳感器17典型地埋入安裝在所述表面中。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，隨同電極10一起被激勵(根據(jù)從傳感器測量單元60接收的信號)的防護電極11幫助阻止在傳感器17的主電極10處感應(yīng)的電場形成邊緣通量或變成非線性。電極10和11通過薄(例如大約0.001到0.05英寸)陶瓷涂層13(圖2)如氧化鋁陶瓷或另一穩(wěn)定的介電絕緣體(例如在諸如300到425的固化工藝溫度范圍上是介電穩(wěn)定的)而與可模塑化合物16分開。電極10和11可以由低CTE金屬材料組成，例如嵌入在分層的陶瓷電路(未示出)中的不銹鋼、鈦、稱為Kovar的鎳-鈷-鐵合金(其是由CRS Holding Inc.擁有的商標，該公司是Wyomissing，Pa的Carpenter Technology Corp.的子公司)、鎳鋼、工具鋼、鎢、超合金(super alloy)、以及軟磁合金等。與固化可模塑化合物接觸的任何其他平坦或半平坦的導(dǎo)電表面(例如相對的模具表面)可以充當電容器68的相對極板(即接地極板64)，并且作為用于與主電極10電容性耦合的第三電極。另外注意相對極板64接地到電氣地25以提供公用信號參考點。因此，由于相對極板接地，當復(fù)電流(complex current)(如定義和術(shù)語節(jié)中所述)被驅(qū)動通過電阻器19(圖2)到地25時，此電流通過作為所形成的電容器68內(nèi)的電介質(zhì)的可模塑化合物16。然后，以高精度放大器36測量電阻器19兩端的復(fù)電壓(complex voltage)。然后，將結(jié)果信號輸入到數(shù)據(jù)采集卡35并且隨后通過解調(diào)組件42解調(diào)成結(jié)果信號的復(fù)阻抗分量(例如電導(dǎo)和電容)。
圖3A和圖3B示出了傳感器17的實施例(其中圖3B的最右邊部分去除了傳感器殼12)。此實施例包括A2工具鋼組件的嵌套結(jié)構(gòu)，包括傳感器殼12、主電極10和防護電極11，其中所述電極沿電極10的長度方向(即軸15的方向)通過氰酸鹽酯灌封材料涂層76分開，以及在徑向上(從軸15)通過薄的絕緣陶瓷涂層13和13a如氧化鋁陶瓷或其他穩(wěn)定的介電絕緣體而分開。陶瓷涂層13和13a可以被施加以熱噴射工藝(即爆炸噴槍、等離子體、或高速陶瓷(HVOF)噴射工藝，這些對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的)。在傳感器表面處的陶瓷涂層13也(a)將由固化工藝產(chǎn)生的壓縮載荷傳遞到傳感器17，以及(b)將電極10和11與被固化的可模塑化合物16分開。同軸電纜80通過旋入到防護電極11中的MCX連接器14連接到傳感器17，該連接器如MCX連接器14，部件號133-833-401，由位于299 Johnson Ave S.W.，Suite 100，Waseca MN 56093的Johnson’sComponents制造。中心導(dǎo)體84與一針配對，該針與電極10加工成整體或壓配入電極10。在傳感器17的一些實施例中，主電極10、防護電極11、和外殼12、以及氧化鋁陶瓷表面13可以融合在一起，并且以玻璃或摻雜有氧化鋁陶瓷的玻璃電氣分離。另外，在傳感器17的一些實施例中(例如圖3A和3B)，主電極10、防護電極11、和外殼12可以涂有2到4微米厚的鉆石或類似鉆石的材料，如由Anatech Ltd of Springfield，VA供給的Casidium，然后將其壓配在一起，使得鉆石或類似鉆石的涂層提供這三個組件(即電極10、11和外殼12)之間的電氣隔離，以及也提供可模塑化合物16與傳感器17的陶瓷表面13(圖3A)之間的電氣隔離。
圖4示出可以如何將傳感器17的實施例安置在模具18的體內(nèi)，使面對模具腔24的陶瓷表面13提供要在其中成型的部件的形狀和表面紋理。具體地，傳感器17可以埋入安裝在模具18中，使傳感器與從可模塑化合物16模制的部件電氣接觸。
因為可以在模具18中提供多個傳感器17，所以將典型地有來自每個傳感器17的至少一個阻抗數(shù)據(jù)流。
傳感器測量單元60每個傳感器測量單元60(圖1、2和5)提供非橋接的電路，其包括簡單的分壓器(圖2)，該分壓器又包括電阻器19。每個傳感器測量單元60可操作地連接到由傳感器17之一和可模塑化合物16形成的多個電容器68之一，其中傳感器測量單元既提供電流到每個該電容器，又檢測從對電信號的電容器響應(yīng)得到的阻抗值。注意傳感器測量單元60和每個電容器68的組合形成阻抗傳感器電路62。提供到每個阻抗傳感器電路62的電流被驅(qū)動(經(jīng)由上文描述的相對的電容器極板64)通過固化可模塑化合物16到模具18的對應(yīng)電氣地25。對于每個傳感器電路62，負載電阻器19(典型地具有大約200千歐電阻，不過范圍可以在從1千歐到幾兆歐的任何處，例如10兆歐)被放置為與到傳感器電路的傳感器17的電流流動在一條線上。由放大器36輸出的電路線20(圖5)上的結(jié)果電壓V2測量電阻器19兩端的電壓。通過同時測量施加在位置21處的電壓(此施加電壓也稱為“激勵電壓”，并且也稱為“V0”)，確定由通過電容器68的復(fù)電流的流動導(dǎo)致的衰減和相移的數(shù)量。圖5說明傳感器測量電路60的一個實例，其中位置21處的施加(激勵)電壓(例如V0＝sinωt)被置于放大器36的一個端子處，并且此電勢驅(qū)動復(fù)電流I*通過負載電阻器19(R)，然后最后通過由傳感器17形成的對應(yīng)電容器68、可模塑化合物16、以及附連到模具18的電氣地25。
下面的描述對于電路位置21處的激勵V0假定1伏的電壓幅度。但是，如果該電壓不一致，所有隨后的分析保持相同，因為對于不一致情形，下面方程式中的常數(shù)“k”被定義為電路位置22處的負電壓(V1)與電路位置21處的正電壓(V0)的比。
位置21處的激勵電壓(V0＝sinωt)驅(qū)動復(fù)電流(I*)通過電阻器19到地25。具體地，電壓V0是由高速數(shù)據(jù)采集卡35產(chǎn)生的以數(shù)字方式產(chǎn)生的正弦波，所述采集卡如由National lnstruments，Austin，TX.制造的PCI-MIO-16E4卡。數(shù)據(jù)采集卡35產(chǎn)生處于由例如操作者或用戶指定的從10Hz到10kHz變化的頻率處的高質(zhì)量正弦信號。但是，其他數(shù)據(jù)采集卡35也可以用于產(chǎn)生類似的或不同范圍的頻率，如由National lnstruments，Austin，TX.制造的PCI-MIO-16E1數(shù)據(jù)采集卡可以產(chǎn)生和監(jiān)視從10Hz到1.25MHz的頻率。數(shù)據(jù)采集卡35的一個實施例也可以提供同時的數(shù)據(jù)采樣，如被專門設(shè)計成仔細地保持通道間相位關(guān)系的卡，例如由Nationallnstruments，Austin，TX制造的PCI-6110卡就是這樣的卡。
在電路位置21處施加激勵電壓V0時，在負載電阻器19的兩端發(fā)生電壓降，在電路位置22處留下衰減的且相移的信號(即V1＝ksin(ωt+θ)＝k＜θ，其中“＜”用于指示復(fù)數(shù)的極表示，并且表示術(shù)語“處于…的相位角”)。傳感器17和電氣地25之間的可模塑化合物16提供處于相位角Φ的幅度Z的復(fù)阻抗，其中相位角Φ是固化可模塑化合物16的特性，并且不要與定義為V0和V1之間的相位角差的相位角θ相混淆。
計算Z和Φ是通過同時地以數(shù)字方式捕獲激勵信號V0(例如V0＝sin(ωt))以及放大器36在電路線20上輸出電壓V2來完成的，其中V2＝sin(ωt)-ksin(ωt+θ)?？商鎿Q地，在另一實施例中，相同的數(shù)據(jù)可以通過直接捕獲正弦波V0(sin(ωt))和V1(ksin(ωt+θ))而獲得、而不是通過捕獲V2(sin(ωt)-ksin(ωt+θ))而獲得。注意高速數(shù)據(jù)采集卡35可以用于將位置21處的信號V0和位置20處的信號V2數(shù)字化，從而保持波形的數(shù)字表示以便進行進一步的數(shù)字信號處理。注意從傳感器測量單元60獲得的Z和Φ的值以及從其導(dǎo)出Z和Φ的值的各個電壓(例如V0和V2，或可替換地，V0、V1和V2)將在下文中稱為“阻抗信號數(shù)據(jù)”。
隨后，一旦提供有V0和V2的數(shù)字保持信號，數(shù)量k(衰減)和θ(相移)的測量通過標準解調(diào)實踐而完成，這為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
一旦k和θ已經(jīng)被測量，通過如下分析圖5中描述的電路而完成Z和Φ的確定。
i.I*＝(V0-V1)/Rii.Z＝V1/I*iii.替換，因為V1＝k＜θ并且V0＝1iv.阻抗(Z)*＝R(k＜θ)/(1-k＜θ)＝Z＜Φv.從緊鄰上面的方程式可以看到，可以從已知的R、k和θ的值容易地導(dǎo)出幅度Z和相位角。
vi.將極數(shù)轉(zhuǎn)換成復(fù)數(shù)分離出實部和虛部，即串聯(lián)電阻和電抗。
vii.串聯(lián)電抗(Xs)＝Z sinΦ＝1/wC，其中w＝2πfviii.串聯(lián)電阻(Rs)＝Z cosΦix.串聯(lián)電容(Cs)＝1/wXsx.串聯(lián)電導(dǎo)(Gs)＝1/Rsxi.不是串聯(lián)模式，阻抗也可以被建模為電抗(Xp)和電阻(Rp)的并聯(lián)組合，這為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
xii.可以如下從串聯(lián)電抗和電阻計算并聯(lián)電容器(Cp)Cp＝-Xs/[w(Rs2+Xs2)]xiii.可以如下計算并聯(lián)電阻(Rp)Rp＝-Xs/wCp Rsxiv.可以如下計算并聯(lián)電抗(Xp)Xp＝-1/wCxv.并聯(lián)電導(dǎo)(Gp)＝1/Rp。
在固化系統(tǒng)20的各實施例中，任何時間系列的數(shù)據(jù)對(Z和Φ)、(Rp和Xp)、(Gp和Cp)、(Xs和Rs)或(Gs和Cs)可以用于表示結(jié)果固化數(shù)據(jù)(也稱為阻抗數(shù)據(jù)流)。
在本公開內(nèi)容中，不管使用的電路模型(例如上面描述的串聯(lián)模型或并聯(lián)模型)的類型，都一般地進行對電容(C)、電導(dǎo)(G)、電抗(X)或電阻(R)的引用。由固化系統(tǒng)20執(zhí)行的阻抗分析相同而與使用哪個電路模型無關(guān)。即，對C、G、R和X的一般引用等同地應(yīng)用于并聯(lián)或串聯(lián)數(shù)據(jù)。
另外，也值得注意的是，固化系統(tǒng)20的部件固化監(jiān)視、控制和調(diào)整能力一般不需要傳感器測量單元60是非橋接電路。具體地，在圖6、7和8中公開并且在下文中描述的固化系統(tǒng)20不需要這樣的非橋接電路。相反，傳感器測量單元60可以是惠斯登電橋或基本上功能等效物。用于固化可模塑化合物16的工藝圖6、7和8的流程圖說明為了固化部件而執(zhí)行的高級步驟，其中有多個傳感器17分布在模具18的體內(nèi)，用于確定在模具內(nèi)成型的部件的各部分的固化速率。圖6和7是流程圖，用于確定例如準備用于在生產(chǎn)期間固化部件的初始固化值。特別地，圖6和7可以被看作這樣的技術(shù)，其用于對于給定的模具和要提供到模具的可模塑化合物16的類型而校準部件固化工藝。在步驟1002中，用戶與固化設(shè)置子系統(tǒng)104交互(圖1)，以輸入待由固化設(shè)備45生產(chǎn)的部件的類型。該輸入可以包括(i)待提供在模具18中的可模塑化合物16的標識，(ii)部件配置的標識(例如待使用的模具18的標識、模具內(nèi)傳感器17的位置、待生產(chǎn)的部件的部件號的標識、和/或待生產(chǎn)的部件的描述如部件尺寸和/或形狀)。在一個實施例中，該輸入可以包括電子計算機輔助設(shè)計文件，其提供待固化的部件和/或模具腔24的三維數(shù)據(jù)模型。注意當提供了這樣的三維數(shù)據(jù)模型時，有可能對可模塑化合物如何流到模具18中執(zhí)行可模塑化合物流動分析。在步驟1004中，(如果步驟1002中沒有提供)確定多個位置，這些位置用于在模具18內(nèi)提供傳感器17(或其他電容檢測器)，使得該傳感器可以在部件固化期間產(chǎn)生阻抗數(shù)據(jù)流。該位置一般被提供在模具腔24內(nèi)的多個基本上不同區(qū)域處。例如，該傳感器17可以放置在模具18中，使得它們(a)分隔開處于或鄰近于模具腔24的末端(例如至少間隔開部件最大尺寸的2/3)，(b)放置在模具腔24中的位置處，用于獲得具有基本上不同厚度(例如電容器68電介質(zhì)厚度相差大約25％或更多)的部件區(qū)域的阻抗數(shù)據(jù)，(c)放置為鄰近于模具腔24中的顯著彎曲處(例如大于30度的彎曲處)，(d)放置在離可模塑化合物16被初始地引入(例如放置或進入)到模具腔24中之處相對遠的模具腔24位置(例如，傳感器17被放置于在固化期間可模塑化合物從其被引入到模具腔中之處必須流動的最大距離的至少2/3的距離處)，和/或(e)放置在或鄰近于其中模具腔24對于可模塑化合物16的流動是瓶頸的位置處。在步驟1008中，可模塑化合物16的多個樣本在用于成型測試部件的模具18中被固化，其中該樣本以用于建立不同固化環(huán)境的各固化參數(shù)被固化。然后，評估測試部件以確定部件質(zhì)量以及部件缺陷(若有的話)的類型和程度。固化參數(shù)的變化可以如下(a)模具18噸位的變化；該變化可以在用于在模具18中正確成型和固化部件的預(yù)期典型噸位的±5％范圍內(nèi)。
(b)模具18固化溫度的變化；該變化可以在用于在模具18中正確成型和固化部件的預(yù)期典型溫度的±10％范圍內(nèi)。但是注意，固化設(shè)備45可以允許模具腔24的不同部分具有不同的溫度。因此，該樣本可以以不同的溫度在模具腔24的不同部分中固化。注意不需要考慮溫度組合的所有理論組合，因為典型地模具操作者和本領(lǐng)域其他技術(shù)人員將有足夠的專業(yè)知識來識別待測試的相對小量的固化溫度變化。例如，在模具腔24在特定方向上相對薄或窄的地方(例如，在特定方向上小于最大模具腔24尺寸的20％)，可以在特定的預(yù)定固化溫度的-15％到此溫度的+10％的范圍內(nèi)測試固化溫度?？商鎿Q地，對于模具腔24的相對厚或?qū)挷糠?，可以在特定的預(yù)定固化溫度的-5％到此溫度的+15％的范圍內(nèi)測試固化溫度。另外，當可模塑化合物16需要沿相對延長的流徑流動以完全成型部件時，可以在特定的預(yù)定固化溫度的-5％到此溫度的+15％的范圍內(nèi)測試沿一個或多個這樣的流徑的中間溫度。
(c)模具18中固化時間的變化；例如，該變化可以在用于在模具18中正確成型和固化部件的預(yù)期典型時間的±10％的范圍內(nèi)。
(d)施加噸位到模具18的速率的變化；例如該變化可以在用于在模具18中正確成型和固化部件的預(yù)期典型噸位施加速率的±10％的范圍內(nèi)。
注意預(yù)期固化時間可以通過很多技術(shù)來確定，包括使用下列中的一個或組合(i)固化操作者專業(yè)知識，(ii)從類似部件的固化捕獲的固化數(shù)據(jù)(例如從相同或類似的可模塑化合物16、在類似形狀和尺寸的模具腔24中固化的、以及使用相同的固化設(shè)備45組件例如噸壓器、溫度傳感器和調(diào)節(jié)器等固化的部件)，(iii)固化工藝的計算模擬，(iv)“智能”系統(tǒng)如專家系統(tǒng)，具有編碼在其中的啟發(fā)式規(guī)則，其中該規(guī)則表示固化專家領(lǐng)域知識，和/或(v)試錯法。另外，注意如果例如明顯地固化設(shè)備45正在與以往經(jīng)驗顯著不同地固化部件(例如，一個或多個固化設(shè)備組件可能已經(jīng)被更換，從而導(dǎo)致固化設(shè)備表現(xiàn)得與以前的部件生產(chǎn)運作不同)，在步驟1008期間可以調(diào)整或改變該預(yù)期固化時間。
除固化環(huán)境的變化之外，還可以測試可模塑化合物16的變化。例如，可以測試來自不同批次的樣本(如這里使用的那樣，術(shù)語“批次”表示一定數(shù)量的、從其生產(chǎn)部件的可模塑化合物16，其中批次被假定為在可模塑化合物的組成上基本上均一)。特別地，可以測試不同供給者的、在不同的時間生產(chǎn)或使用不同的設(shè)施生產(chǎn)的樣本。另外，可測試來自具有已知或未知的組成變化的批次的樣本。
因此，為了執(zhí)行步驟1008，可以確定環(huán)境和可模塑化合物16變化(“批次”)的可能組合的矩陣，并且從該矩陣中可以選擇特定組合以用于此步驟中的測試。在一個實施例中，選擇處理可以通過以下方式而自動化(i)固化工藝的計算模擬、和/或(ii)“智能”系統(tǒng)如專家系統(tǒng)，具有編碼在其中的啟發(fā)式規(guī)則，其中該規(guī)則表示固化專家領(lǐng)域知識。
對于步驟1008中測試的每個樣本，從模具18中的多個傳感器17獲得阻抗數(shù)據(jù)流，并且存儲該數(shù)據(jù)流以便用于下文中描述的隨后分析。
在步驟1010中，對于步驟1008中測試的可模塑化合物16的每個批次，在統(tǒng)計上分析所收集的阻抗數(shù)據(jù)流，以確定一個或多個阻抗數(shù)據(jù)流特性(例如，固化循環(huán)的特定部分處的對應(yīng)工藝曲線的斜率值，或識別何時達到局部最大值或局部最小值，等)，該特性(i)與正確成型和固化的部件的特征有效地關(guān)聯(lián)，和/或(ii)與不良成型或有缺陷的部件的非期望特征有效地關(guān)聯(lián)。具體地，可以在該分析中執(zhí)行下列步驟(a)在部件固化工藝期間的一個或多個時間(例如，在模具18被打開時)處的工藝曲線的一個或多個阻抗數(shù)據(jù)流特性(例如斜率)，(b)如果可以以數(shù)值方式測量期望部件特征(例如抗張強度)，則確定以下兩者之間的統(tǒng)計關(guān)聯(lián)(例如線性回歸)(1)該阻抗工藝曲線特性，例如，在部件固化工藝期間的一個或多個時間處的斜率，其中該時間例如為緊鄰在打開模具18之前的時間，或者第一斜率值范圍和第二斜率值范圍之間的轉(zhuǎn)變處的時間，以及(2)結(jié)果部件的部件特征的測量。
(c)假定這樣的關(guān)聯(lián)在統(tǒng)計上是顯著的(例如R2＞0.6)，則該阻抗工藝曲線特性可以用于確定在隨后生產(chǎn)的部件(例如附加的測試部件)中是否獲得期望特征。
例如，如果該期望部件特征之一具有與此部件相關(guān)的通過/不通過準則，并且如果該工藝曲線的一個或多個特性(斜率值)可以編入具有指示部件通過的第一(斜率)范圍的第一組以及具有指示部件不通過的第二(斜率)范圍的第二組，則可以貫穿部件固化循環(huán)的至少一部分監(jiān)視工藝曲線的特性(斜率值)，以確定何時(或是否)每個傳感器17的工藝曲線斜率從不通過的第二(斜率)范圍轉(zhuǎn)變到通過的第一(斜率)范圍。例如，假定僅需的部件特征是基本上無孔隙的完整成型的部件，并且在預(yù)定的最大分配的部件固化時間內(nèi)，當來自所有傳感器17的工藝曲線斜率從預(yù)定不通過范圍轉(zhuǎn)變到預(yù)定通過范圍時發(fā)生對于此期望特征的適當顯著的統(tǒng)計關(guān)聯(lián)(線性的或其他方式)。因此，當該最大分配的時間通過(由此，結(jié)果部件可以被識別為有缺陷)，或者來自所有傳感器的阻抗數(shù)據(jù)流具有第一范圍內(nèi)的斜率(由此，結(jié)果部件可以被識別為符合要求)時，固化控制器43可以對固化設(shè)備45輸出信號(通過線28，圖1)以打開模具18。
現(xiàn)在返回到圖6的步驟，并且特別是返回到步驟1014，一旦確定了該關(guān)聯(lián)，則這些關(guān)聯(lián)可以用于導(dǎo)出操作和/或條件(例如，體現(xiàn)在程序代理如后臺程序(daemon)、和/或可執(zhí)行表達式中)，其又可以在生產(chǎn)部件運作之前和期間被訪問以監(jiān)視和控制固化工藝。特別地，該程序代理和/或可執(zhí)行條件可以是(i)用于將固化參數(shù)設(shè)置為用于待生產(chǎn)部件類型(例如對于要使用的可模塑化合物16，以及對于結(jié)果固化部件中的期望特征)的典型或“正常”值；(ii)用于在部件處于其模具18中時評估部件成型和固化，以及調(diào)整固化參數(shù)(當檢測到阻抗數(shù)據(jù)流的非期望特性時)，使得部件更可能無缺陷；以及(iii)用于確定部件固化終止。
如下文所述，可以訪問該條件和/或操作(例如它們的所存儲的程序代理和/或條件)以監(jiān)視和/或影響隨后的部件固化工藝。另外，該程序代理和/或條件可以是封閉形式的方程式(例如線性回歸方程式)、迭代過程、或如可以在專家系統(tǒng)規(guī)則庫中實例化的“IF THEN”規(guī)則。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，在一些實施例中，該代理可以被實施為后臺程序。
圖7示出步驟1014的實施例的更詳細描述。在此圖的步驟1104中，如同在圖6的步驟1008一樣，確定標識具有被測試的樣本的第一批次的信息(該信息這里表示為“B”)。然后在步驟1108中，確定標識來自批次B的被測試的第一樣本的信息(該樣本標識信息這里表示為“S”)。在步驟1112中，確定是否樣本S成型和固化成適當質(zhì)量的部件。如果是，則(步驟1116)確定與在其模具18中的樣本S的終止相關(guān)的至少一個模具內(nèi)固化條件。注意，適當固化的部件的典型固化終止條件是對于每個傳感器17的工藝曲線在接近于部件固化循環(huán)的末端的基本上零斜率(例如在-0.1到+0.1的范圍內(nèi))的延長部分，例如該延長部分持續(xù)至少預(yù)期固化時間的大約5％到10％。隨后，在步驟1120中，確定是否要檢查來自批次B的另一樣本。如果測試另一該樣本，則再次執(zhí)行步驟1108以獲得(作為S)標識批次B的下一樣本的信息。
相反，如果在步驟1112的執(zhí)行中確定樣本未產(chǎn)生適當質(zhì)量的部件，則在步驟1124中確定在多個傳感器17的阻抗數(shù)據(jù)流的特性和部件的至少一個缺陷之間是否存在關(guān)聯(lián)。有各種可以用于執(zhí)行此確定的技術(shù)。在一個技術(shù)中，由固化領(lǐng)域的技術(shù)人員手動地檢查結(jié)果樣本部件和對應(yīng)的多個阻抗數(shù)據(jù)流(或它們的對應(yīng)工藝曲線)以識別這樣的關(guān)聯(lián)。特別地，兩個或更多傳感器17的組的阻抗相關(guān)特性可以變化得足以手動識別它。在另一技術(shù)中，可以由固化設(shè)置子系統(tǒng)104在統(tǒng)計上識別部件缺陷的檢測及其與工藝曲線之間的變化的關(guān)聯(lián)。例如，每個測試部件可以被評估和識別為下列中的一個或多個(i)無缺陷部件，(ii)具有空隙的有缺陷部件，(iii)有缺陷的有孔隙部件，(iv)欠固化的部件，(v)過固化的部件，(vi)非良好成型的部件，和/或(vii)由于不具有期望特性導(dǎo)致的有缺陷部件，例如期望范圍是下列之一抗張強度、抗壓強度、動態(tài)硬度、尺寸一致性。隨后，對于識別(ii)到(vii)中的每個識別，可以評估具有該識別的每個測試部件的工藝曲線，以確定在被識別為無缺陷的部件中不存在的異常特性。特別地，對于每個識別的缺陷類型，以及對于具有此缺陷類型的每個測試部件，可以對該部件確定工藝曲線(來自不同的傳感器17)之間的差異或變化(該特性稱為“部件內(nèi)差異特性”)。例如，該部件內(nèi)差異特性可以是下列中的一個或多個(1)固化工藝中特定時間范圍(例如固化時間的最后三分之一)內(nèi)的工藝曲線斜率的差異，(2)工藝曲線最大和/或最小值之差，以及(3)對應(yīng)的工藝曲線特性的固化時間值之差(例如，在不同傳感器17的工藝曲線之間的最大和/或最小值之差等)。隨后，對于每個部件缺陷類型，該部件內(nèi)差異特性中的一個或組合可以充分地與部件缺陷類型關(guān)聯(lián)，使得部件內(nèi)差異特性可以用于(i)在部件生產(chǎn)運作之前改變部件固化環(huán)境，從而減少生產(chǎn)期間的部件缺陷類型，和/或(ii)在發(fā)生部件內(nèi)差異特性的部件固化期間改變固化參數(shù)(例如縮短或延長用于固化部件的模具內(nèi)時間)。對應(yīng)或關(guān)聯(lián)于部件缺陷的不同傳感器17的阻抗數(shù)據(jù)流(或它們的工藝曲線)之間的該變化的示例在下面的表格A中示出。
表格A


在用于確定(在步驟1124中)在多個傳感器17的阻抗數(shù)據(jù)流的特性與部件中的至少一個缺陷之間是否存在關(guān)聯(lián)的另一實施例中，部件內(nèi)差異特性可以與先前從不同的樣本測試(和/或部件生產(chǎn)運作)收集中獲得的部件內(nèi)差異特性相比較，其中，所得到的樣本部件由相似的可模塑化合物16模制，且這樣的所得到的部件在形狀和大小上相似。特別地，這里公開的固化方法和系統(tǒng)的實施例可以隨時間收集大儲量的阻抗流數(shù)據(jù)和/或部件內(nèi)差異特性。例如，對于先前生產(chǎn)(例如通過先前的樣本測試和/或部件生產(chǎn)運作)的多個不同類型的部件中的每個，可以將每個所生產(chǎn)部件的部件內(nèi)差異特性和/或阻抗數(shù)據(jù)流的收集與如下相關(guān)聯(lián)的信息一起存檔(i)部件類型特征(例如所使用的可模塑化合物16，可能包括化合物組成的一致性或變化、部件形狀、部件尺寸變化、最大和最小部件范圍、以及部件大小和/或體積的其他指示)，(ii)用于獲得阻抗數(shù)據(jù)流的多個傳感器17的數(shù)目和相對位置(例如不包括另一傳感器的任何傳感器周圍的最大距離，任何兩個傳感器之間的最大距離，和/或傳感器是否適當?shù)匚挥谀＞邇?nèi)以有效地評估部件固化條件的指示)，(iii)用于固化部件的固化參數(shù)(例如，每個傳感器處的固化參數(shù)，在部件固化期間施加的噸位，所施加的噸位速率，模具內(nèi)固化時間，所使用的固化設(shè)備45，模具18熱傳遞速率等)，以及(iv)所得到的部件特征(例如，檢測得的部件缺陷、部件強度特性、部件彈性體特性、部件的熱導(dǎo)等)。
因此，統(tǒng)計的和智能的處理可用來將待生產(chǎn)的新部件的特征與具有相似特征的、先前生產(chǎn)的部件作比較，以便不僅識別可能與各種潛在的部件缺陷相關(guān)聯(lián)的可能的阻抗數(shù)據(jù)流特性，還向?qū)鞲衅?7適當?shù)囟ㄎ挥谀＞?8內(nèi)提供幫助。
在用于確定(在步驟1124中)阻抗數(shù)據(jù)流的部件內(nèi)差異特性與部件中的至少一個缺陷之間是否存在關(guān)聯(lián)的另一技術(shù)中，可以執(zhí)行計算模擬或模型來確定阻抗數(shù)據(jù)流的模擬版本和對應(yīng)的部件內(nèi)差異特性是否會有可能與從樣本S中實際獲得的部件缺陷相關(guān)聯(lián)。
如果在步驟1124中確定了與至少一個部件缺陷存在足夠的預(yù)示關(guān)聯(lián)(例如至少大約R2＞0.6)，則在步驟1128中，確定將減少產(chǎn)生此缺陷的可能性的一個或多個固化工藝調(diào)整。這樣的操作可由固化領(lǐng)域的技術(shù)人員通過統(tǒng)計分析和/或通過對特定操作怎樣有可能影響部件成型和固化工藝進行模擬或建模來確定。隨后，在步驟1132中，所確定的調(diào)整的編碼與樣本S的阻抗數(shù)據(jù)流相關(guān)聯(lián)并被存儲。注意還與其相關(guān)聯(lián)并與其一起存儲的是可模塑化合物16的標識以及可模塑化合物16的批次標識。當然，如果在下列項之間存在附加的這樣的關(guān)聯(lián)(i)一個或多個附加的部件內(nèi)差異特性，和(ii)部件中的某缺陷，則可重復(fù)步驟1124到1132直到不再檢測到這樣的關(guān)聯(lián)。
無論步驟1124的結(jié)果如何，都要執(zhí)行步驟1136，其中確定是否存在單個傳感器17(下文中稱為“被標識的傳感器”)，其阻抗數(shù)據(jù)流具有有效地關(guān)聯(lián)于在部件中產(chǎn)生缺陷的可能性的至少一個特性，其中此關(guān)聯(lián)基本上只局限于來自此單個傳感器的輸出(即在此檢測到的關(guān)聯(lián)不會已在步驟1124中檢測到)。如果在步驟1136中識別了關(guān)聯(lián)，則(在步驟1140中)確定意圖減小缺陷發(fā)生可能性的一個或多個固化工藝調(diào)整，其中這樣的調(diào)整優(yōu)選地基本上只影響靠近被標識的傳感器17的固化部件的有限范圍(例如，這樣的影響優(yōu)選地局限于基本上不改變?nèi)魏纹渌麄鞲衅?7處的固化參數(shù)的部件范圍)。這樣的有限影響的示例是只在包括被標識的傳感器17的區(qū)域中改變模具腔24溫度。這樣的有限影響的另一示例可發(fā)生在下面的情形中可模塑化合物16被注入到被標識的傳感器17附近的模具18中，被標識的傳感器17提供異常阻抗數(shù)據(jù)；即，可提供處于或靠近被標識的傳感器17的注入壓力的增大。
隨后，在步驟1144中，在步驟1040中確定的調(diào)整的編碼關(guān)聯(lián)于來自樣本S的阻抗數(shù)據(jù)流并被存儲。注意還與其相關(guān)聯(lián)并與其一起存儲的是可模塑化合物16的標識以及可模塑化合物16的批次標識。當然，如果在下列項之間存在附加的這樣的關(guān)聯(lián)(對于樣本S)(i)來自另一個被標識的傳感器17的阻抗數(shù)據(jù)流，和(ii)該部件中的缺陷，則可重復(fù)步驟1136到1144直到不再檢測到這樣的關(guān)聯(lián)。
緊接步驟1144，遇到步驟1120，其用于確定是否存在待分析的來自當前批次B的另一樣本。此步驟的肯定結(jié)果將引起步驟1108被再次執(zhí)行。然而，如果不存在來自批次B的更多樣本，則在步驟1148中確定以下項(i)待用于開始從可模塑化合物16固化部件的一組初始固化參數(shù)，該可模塑化合物16具有相似于(或相同于)來自批次B的樣本的阻抗特性；(ii)至少一個部件固化終止程序代理和/或條件(例如這樣的代理或條件可以是“在340度固化4分鐘之后，打開模具18”)；以及(iii)一組一個或多個程序代理和/或條件，其用于校正從模具18中的部件固化中獲得的異常阻抗測量(例如，延長或縮短模具內(nèi)固化時間)。
步驟1148可被看作這樣的步驟將從步驟1128和1140獲得的結(jié)果相組合或綜合，使得這樣的調(diào)整和固化終止準則基于來自批次B的多個樣本。然而，注意在可替換實施例中，步驟1128和1140可以僅識別異常阻抗值(或工藝曲線特性)，而不確定固化參數(shù)調(diào)整。在此較后的實施例中，步驟1148例如通過以下步驟來確定固化參數(shù)設(shè)置首先對每個異常阻抗數(shù)據(jù)流特性進行分類，其中每個類標識單個異常固化條件，然后(i)針對每個這樣的類確定一組一個或多個復(fù)合工藝曲線，然后(ii)確定初始固化參數(shù)，以及一個或多個程序代理和/或條件(例如預(yù)定的固化溫度變化或預(yù)定的固化時間變化)，以便使用復(fù)合工藝曲線來終止或調(diào)整部件固化。注意下面是程序代理和/或條件的代表性示例，其可由固化分析子系統(tǒng)26來確定并隨后使用以評估來自多個傳感器17的阻抗數(shù)據(jù)流(或工藝曲線)
(a)針對工藝曲線中的一個或多個預(yù)定段中的每個，確定最大阻抗值；(b)針對工藝曲線中的一個或多個預(yù)定段中的每個段，確定最大阻抗值的時間；(c)針對工藝曲線中的一個或多個預(yù)定段中的每個段，確定最小阻抗值；(d)針對工藝曲線中的一個或多個預(yù)定段中的每個段，確定最小阻抗值的時間；以及(e)針對工藝曲線中的一個或多個預(yù)定段中的每個段，確定段阻抗值與時間的關(guān)系的圖下的積分面積。
然而，注意也可考慮其他阻抗相關(guān)測量，以用于這里公開的固化方法和系統(tǒng)的各個實施例，諸如(1)由各種求導(dǎo)條件所識別的一個或多個工藝曲線點(例如拐點等)的固化時間和/或阻抗值，(2)對阻抗數(shù)據(jù)流的段的多項式擬合的一個或多個系數(shù)，(3)工藝曲線段的圖下的區(qū)域的質(zhì)心(或其坐標)，和/或(4)對阻抗數(shù)據(jù)流段的工藝曲線擬合的高階導(dǎo)數(shù)的一個或多個系數(shù)。另外，在這里公開的固化系統(tǒng)和方法的范圍內(nèi)，還包括不容易在幾何上描述的程序代理和/或條件，諸如由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯系統(tǒng)或基于啟發(fā)式的評估器輸出的預(yù)計固化時間。
隨后，在步驟1152中，確定是否存在這樣的另一個批次，其中的樣本被測試，并且其中針對與部件缺陷的關(guān)聯(lián)而檢查了這些樣本的對應(yīng)阻抗數(shù)據(jù)流(或工藝曲線)。如果存在另外的這樣的批次，則再次執(zhí)行步驟1104和隨后的步驟。然而，如果不存在這樣的另外的批次，則圖7的流程圖結(jié)束。
注意在執(zhí)行圖7的步驟時，如果樣本可模塑化合物16不由批次來區(qū)分，則所有樣本可被認為是來自單個批次。因而，單次執(zhí)行步驟1148的結(jié)果是將用于由固化設(shè)備45制造的每個部件以及可模塑化合物16的固化參數(shù)的復(fù)合收集。
對于這里公開的可模塑化合物16，下面的表格示出了各種阻抗數(shù)據(jù)流(或工藝曲線)特性的代表性示例，這些特性可被確定為指示和/或關(guān)聯(lián)于特定的部件特征，并且當這樣的特性指示操作(例如，該部件或正被成型的有缺陷部件的固化的終止)時，最右邊的列指示應(yīng)執(zhí)行什么操作，以便(i)調(diào)整并繼續(xù)當前部件的固化，(ii)終止當前部件的固化，和/或(iii)識別對隨后部件的初始固化參數(shù)進行的調(diào)整。
表格B







在下面示例節(jié)中提供的示例中，說明了表B中的至少一些對應(yīng)關(guān)系的示例。
如上所述，圖6和7的步驟可通過固化設(shè)置子系統(tǒng)104(圖1)與一個或多個固化操作者(或其他固化專家)之間的協(xié)作交互來執(zhí)行。在生產(chǎn)運作期間固化部件圖8是當固化部件時，特別是在部件的大量生產(chǎn)期間，由固化系統(tǒng)20執(zhí)行的步驟的一個實施例的流程圖。典型地在執(zhí)行了圖6和7的流程圖之后執(zhí)行本圖的步驟。因而，假設(shè)固化控制數(shù)據(jù)庫27已被適當?shù)靥畛淞酥甘境跏脊袒瘏?shù)設(shè)置、固化調(diào)整和固化終止條件的數(shù)據(jù)。在步驟1204中(如果必要)，固化操作者與操作者接口32(圖1)交互，以便向控制系統(tǒng)39(并且具體地，向固化控制器43)輸入待從固化設(shè)備45中生產(chǎn)的部件的類型。這樣的輸入可包括(i)待提供到模具18中的可模塑化合物16的標識，(ii)部件配置的標識(例如，待使用的模具18的標識，該模具內(nèi)傳感器17的位置，待生產(chǎn)部件的部件號的標識，和/或待生產(chǎn)部件的描述，如部件尺寸和/或形狀)。在一個實施例中，這樣的輸入的形式可以是提供待固化的部件和/或模具腔24的三維數(shù)據(jù)模型的電子計算機輔助設(shè)計文件。在步驟1208中，確定固化參數(shù)是否可以根據(jù)可模塑化合物批次標識來設(shè)定。如果否，則在步驟1212中，初始固化參數(shù)被設(shè)定為如參考圖7中的步驟1148在上文討論的復(fù)合設(shè)置?？商鎿Q地，如果初始固化參數(shù)可以根據(jù)批次來設(shè)定，則在步驟1216中，對批次(B)進行選擇，其中批次(B)的樣本測試(例如，按照圖6和7)具有或很可能具有最相似于待從中生產(chǎn)部件的當前批次的阻抗數(shù)據(jù)流特性的阻抗數(shù)據(jù)流特性。注意步驟1216的執(zhí)行可通過固化(在固化設(shè)備45中)來自當前批次的小量部件，并將所得出的阻抗工藝曲線與存儲在固化控制數(shù)據(jù)庫27中的對應(yīng)的工藝曲線(針對可模塑化合物的各個先前測試批次)相比較，以便確定最接近的匹配。另外地或可替換地，這樣的匹配可通過將當前批次的組成與先前測試批次的組成相比較來執(zhí)行。因而，一旦選擇了批次B，則在步驟1220中，用于批次B的初始固化參數(shù)被設(shè)定為用于當前批次的初始固化參數(shù)。然而，值得注意的是，從多個先前測試批次的初始固化參數(shù)對這樣的初始固化參數(shù)進行插值(或以其他方式組合)，這也在本固化方法和系統(tǒng)的范圍內(nèi)。例如，當先前測試的批次B1和B2都表現(xiàn)出可能是選擇的候選時，來自這兩個批次的初始固化參數(shù)值可通過例如獲得來自批次B1和B2的對應(yīng)初始固化參數(shù)值的平均值、中值或加權(quán)和(其中權(quán)重可依照所察覺的這些批次中的每個與當前批次的接近度)來組合。
無論判定步驟1208的結(jié)果如何，都執(zhí)行步驟1224，其中由固化控制器43接收指示部件正在由固化設(shè)備45固化的信號。隨后，在步驟1228中，傳感器測量單元60(例如每個傳感器17一個)開始將來自多個傳感器17中的每個的至少一個阻抗數(shù)據(jù)流的初始阻抗數(shù)據(jù)流部分提供給計算機34(圖1)。更具體地，每個傳感器17將阻抗信號提供給其對應(yīng)的傳感器測量單元60，傳感器測量單元60又將對應(yīng)的阻抗信號提供給數(shù)據(jù)采集卡35，數(shù)據(jù)采集卡35將其對應(yīng)的輸出提供給解調(diào)組件42，解調(diào)組件42又將對應(yīng)的所得到的阻抗數(shù)據(jù)流輸出到固化數(shù)據(jù)捕獲數(shù)據(jù)庫23，另外，解調(diào)組件42向固化控制器43通知存在待評估的阻抗數(shù)據(jù)流(或更精確地，其部分)。隨后，固化控制器43向固化分析子系統(tǒng)26通知存在待評估的阻抗數(shù)據(jù)流(其部分)。然后，固化分析子系統(tǒng)26從固化數(shù)據(jù)捕獲數(shù)據(jù)庫23中檢索阻抗數(shù)據(jù)流，對每個阻抗數(shù)據(jù)流(其部分)執(zhí)行數(shù)據(jù)平滑操作，以獲得用于對應(yīng)工藝曲線的數(shù)據(jù)。隨后，固化分析子系統(tǒng)23評估用于確定部件固化工藝的狀態(tài)的工藝曲線數(shù)據(jù)。固化分析子系統(tǒng)26可以使用如前面在表格A和B中標識的多個程序代理和/或各種可執(zhí)行條件來評估這樣的工藝曲線，以便確定何時固化部件(1)適當?shù)爻尚秃凸袒?2)良好成型并完全固化，以及(3)檢測未指示良好成型、正確固化的部件的工藝曲線數(shù)據(jù)。因此，固化分析子系統(tǒng)26將最終向固化控制器43發(fā)布通知(i)被固化的部件預(yù)期將良好成型并正確固化，或可替換地，(ii)已檢測出工藝曲線中的至少一個異常，其可能指示部件不正確地成型和/或固化。
因而，在步驟1232中，一旦從固化分析子系統(tǒng)26接收到這樣的狀態(tài)通知，固化控制器43就確定該通知是指示已生產(chǎn)了良好成型且正確固化的部件，還是指示部件不正確地成型和/或不正確地固化。因此，如果確定了部件正確地成型并固化，則在步驟1236中，固化控制器43輸出用于指令固化設(shè)備45打開模具18并釋放其中的部件的命令或指令(通過線28)。隨后，在步驟1240中，固化控制器43等待指示新部件正在模具18中被固化、或指示當前沒有更多的部件待固化的輸入(通過線29)。因此，一旦接收到這樣的輸入，固化控制器43就確定(步驟1244)是停止計算機34內(nèi)的固化工藝(即執(zhí)行步驟1248)，還是由于在線29上接收到指示另一部件待固化的輸入而繼續(xù)固化工藝。注意在這兩個替選方案的后一個中，步驟1208和隨后的步驟被再次執(zhí)行。
可替換地，如果在步驟1232中，確定了部件可能不正確地成型和/或固化，則在步驟1252中，固化控制器43通過操作者接口32向固化操作者警告當前部件可能有缺陷。隨后，在步驟1256中，固化控制器43確定是否可識別至少一個操作，以便減少從多個傳感器17接收的阻抗數(shù)據(jù)中的所檢測到的異常。注意由固化控制器43進行的這樣的確定可使用來自固化分析子系統(tǒng)26的輸入來進行。特別地，連同來自固化分析子系統(tǒng)26的、指示當前部件可能不正確地成型和/或固化的通知，該固化分析子系統(tǒng)還可提供一個或多個校正調(diào)整的標識以執(zhí)行對當前部件的固化。上面的表格B提供了可執(zhí)行的一些校正調(diào)整的代表性示例。如果固化分析子系統(tǒng)26提供一個或多個這樣的校正調(diào)整的標識，則在步驟1260中，固化控制器43選擇(或更一般地，識別)一個或多個對應(yīng)的命令或指令以發(fā)送到固化設(shè)備45(通過線28和至少一個輸入裝置37)以便執(zhí)行校正調(diào)整。注意在至少一些實施例中，固化控制器43可選擇用于由固化分析子系統(tǒng)26識別的所有這樣的調(diào)整的命令或指令。然而，在固化系統(tǒng)20的實施例的范圍內(nèi)的是，固化分析子系統(tǒng)26可提供這樣的校正調(diào)整的排序，使得固化控制器43可以特定的順序發(fā)布這樣的命令或指令。隨后，在步驟1264中，固化設(shè)備45執(zhí)行所接收的用于調(diào)整固化參數(shù)(例如對固化時間的調(diào)整)的命令或指令，然后再次遇到步驟1128。
在固化系統(tǒng)20的至少一些實施例中，固化分析子系統(tǒng)26可具有可執(zhí)行的多個可能的校正調(diào)整替選方案。此外，指示不正確的部件成型和/或固化的阻抗數(shù)據(jù)可被局部化到處于或靠近一個或多個(但非全部)傳感器17的特定范圍。例如，對于安裝在模具18中的三個傳感器17，如果所有三個傳感器17指示部件處于其固化循環(huán)的最后三分之一內(nèi)，且該傳感器中特定的一個顯示出其工藝曲線有波動，則此條件可以是在該特定傳感器處或其附近處陷入在部件中的氣體副產(chǎn)品的指示，這可能最終導(dǎo)致靠近該特定傳感器的部件部分中的孔隙。因而，為了選擇這樣的校正調(diào)整替選方案(或?qū)ζ渑判?，固化分析子系統(tǒng)26可優(yōu)先選擇對固化部件整體影響最小的替選方案。在至少某些固化環(huán)境中，這意味著優(yōu)先選擇基本上僅僅在輸出異常阻抗數(shù)據(jù)的一個或多個傳感器的附近處影響部件的校正調(diào)整。例如，在識別了局部化的部件異常(即陷入的氣體副產(chǎn)品)的上述示例中，與其他替選方案相比，可優(yōu)先選擇下面對應(yīng)的局部化校正調(diào)整(i)通過清潔真空端口中的任何阻塞物來局部地減少氣體副產(chǎn)品，或(ii)(對于隨后的部件生產(chǎn))在該特定傳感器附近產(chǎn)生附加的真空端口。具體地，與如下更寬范圍的部件校正調(diào)整相比，可優(yōu)先選擇上面這些替選方案通過對整個模具18通風(fēng)來全局地減少氣體副產(chǎn)品以校正當前部件，或者(對于隨后的部件生產(chǎn))在固化循環(huán)的開始附近對整個模具通風(fēng)，這將增加部件固化循環(huán)時間。
示例和實例研究圖9示出了典型的SMC(聚酯、苯乙烯單體)阻抗數(shù)據(jù)流，其中時間以秒在x軸上示出，而相對電導(dǎo)在y軸上示出。還示出的是發(fā)生(或預(yù)期發(fā)生)固化事件的各個點。圖9示出了用于由作為可模塑化合物16的SMC制成的部件的固化的阻抗數(shù)據(jù)流值的數(shù)據(jù)點(和對應(yīng)的平滑工藝曲線1404)。具體地，x軸表示預(yù)期固化部件而不使用固化系統(tǒng)20的時間的百分數(shù)。注意隨著(i)模壓器關(guān)閉模具18，(ii)SMC與從中獲得阻抗數(shù)據(jù)流的傳感器17發(fā)生接觸，并且(iii)此傳感器與對應(yīng)的接地電容器極板64電氣耦合，工藝曲線在初始時上升。隨著可模塑化合物16開始軟化，由此該可模塑化合物中的離子和分子實體更加能夠在傳感器的電場內(nèi)移動，工藝曲線1404繼續(xù)上升。隨著可模塑化合物16達到凝固點(即最高交聯(lián)速率的時間)，工藝曲線1404出現(xiàn)“峰”(大約在點1408)。在峰1408之后，隨著聚酯和苯乙烯反應(yīng)并且交聯(lián)限制了離子和分子實體在傳感器的電場內(nèi)的移動，阻抗值迅速下降。然后，隨著剩余的苯乙烯—苯乙烯反應(yīng)發(fā)生，工藝曲線1404“收尾”于平坦線條件(大約在點1412)。因而，假設(shè)固化分析子系統(tǒng)26相對迅速地識別出這樣的平坦線條件，并且檢測到多個傳感器17中的每個的對應(yīng)工藝曲線基本上同時進入這樣的平坦線條件，則可通過使用固化系統(tǒng)20來節(jié)省大約20％的固化時間。為了執(zhí)行工藝曲線1404的此分析，固化分析子系統(tǒng)26可首先識別每個工藝曲線的峰1408。一旦識別了這個點，固化分析子系統(tǒng)26然后就重復(fù)地計算每個工藝曲線1404的連續(xù)部分的斜率，直到針對每個工藝曲線確定了接近零的一系列斜率值(這樣的斜率指示已檢測到向平坦線條件的轉(zhuǎn)變)。注意可通過評估或觀察一個或多個所得到的部件特征而按照經(jīng)驗確定用以結(jié)束特定部件的固化的適當斜率(或斜率的順序集合)。例如，部件后烘烤(post-bake)之前或之后的起泡常用于SMC部件以識別足夠固化的點，這將為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
圖10示出了用于由SMC制造的輕型卡車的儀表板的典型阻抗數(shù)據(jù)流(及其對應(yīng)的工藝曲線1504)的圖，其中x軸時間被表示為使用固化系統(tǒng)20之前的固化速率的百分數(shù)。圖10中的阻抗數(shù)據(jù)流圖與圖9中的阻抗數(shù)據(jù)流圖略微不同，這是因為在部件預(yù)期固化時間的路途的大約30％處(即被圖示為開始于點1508)，模具18上的壓力鉗壓力發(fā)生改變。配置固化系統(tǒng)20，使得固化分析子系統(tǒng)26識別出工藝曲線1504斜率中這樣的平坦線化，而不管開始于點1508的阻抗值的增大。通過分析樣本測試部件(例如，根據(jù)圖6中的步驟)，通過識別開始發(fā)生起泡的時間來按照經(jīng)驗確定用以結(jié)束部件固化的適當斜率。使用此適當?shù)男甭试O(shè)置的程序代理被提供給固化分析子系統(tǒng)26，以用來確定比先前使用的更早的部件固化終止。固化分析子系統(tǒng)26使用一般在1512的工藝曲線點來打開模壓器。通過多于兩個月的基本上連續(xù)的操作，以此方式配置的固化系統(tǒng)20的實施例平均減少了18％的部件固化時間。
圖11示出了用于固化汽車車身鑲板的模具腔24的一部分，其中三個傳感器17(即傳感器17a、17b和17c)被示出在模具腔的側(cè)壁內(nèi)。還示出了其中在模具腔24中提供多層SMC(作為可模塑化合物16)以便固化成汽車車身鑲板部件的裝料(charge)格局的位置。用于此部件的正常固化溫度(在使用這里公開的固化方法和系統(tǒng)之前)公知為對于模具的下部分1604(即大約在虛線以下的區(qū)域)為300華氏度，而對于模具的上部分1608(即大約在虛線以上的區(qū)域)為310華氏度。正常固化時間(在使用這里公開的固化方法和系統(tǒng)之前)為每個部件105秒。為了確定由模具腔28溫度變化造成的、對來自傳感器17a-17c的阻抗數(shù)據(jù)流的影響，有意地將溫度從正常300華氏度改變±15華氏度。在285到315華氏度范圍內(nèi)的多個溫度下，針對多次部件固化收集阻抗數(shù)據(jù)流。下面的圖12示出了從正常溫度(300華氏度)、285華氏度和315華氏度的固化得到的阻抗數(shù)據(jù)流的典型圖。隨后的測試部件評估示出了在大約65秒處達到了額定條件下的足夠固化。另外，圖12示出了阻抗數(shù)據(jù)流隨著固化溫度的降低而右移。此偏移反映了如所預(yù)期的那樣當溫度降低時較慢的熔化和反應(yīng)速率。然而，對于每個溫度，當部件(或其部分)被適當?shù)毓袒瘯r，對應(yīng)工藝曲線的斜率接近零。因而，通過將此信息合并到可由固化分析子系統(tǒng)26訪問的程序代理和/或條件中，固化系統(tǒng)20的實施例能夠?qū)⑵骄考袒瘯r間減少到64秒。
圖13示出了在使用固化系統(tǒng)20來監(jiān)視和調(diào)整部件固化之前，圖11所示的三個傳感器17a、17b和17c的典型阻抗數(shù)據(jù)流(及其對應(yīng)的工藝曲線)的圖，其中SMC裝料布置如圖11所示。注意部件的不同部分在基本上不同的時間處完全固化，該不同的時間如由每個工藝曲線達到接近零的工藝曲線斜率的不同時間所指示。事實上，測試指示了可模塑化合物16(SMC)在傳感器17c附近更迅速地固化。因而，在執(zhí)行圖6中的步驟期間，執(zhí)行了附加的步驟試圖提供將使部件的不同部分的固化速率彼此更接近的初始固化條件。具體地，圖11中的裝料被重新布置，使得這些裝料中的至少一些更靠近傳感器17c(即更靠近了大約6英寸)。圖14示出了在模具腔28中重定位SMC料之后典型的阻抗數(shù)據(jù)流(及其對應(yīng)的工藝曲線)的圖。此外，在圖14中還可以看到，對于這三個傳感器，凝固點彼此更靠近。
盡管詳細描述了本發(fā)明的各個實施例，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員明顯的是，可對這些實施例進行修改和改編。然而，應(yīng)當清楚地理解，修改和改編在如所附權(quán)利要求所闡明的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于固化部件的多個實例的方法，包括在用于固化所述部件實例的模具中提供多個傳感器，其中每個傳感器用于生成與在所述模具內(nèi)固化的所述部件實例中的當前部件實例內(nèi)的阻抗相關(guān)的信號；對于每個傳感器，當所述當前部件實例正在固化時，接收用于測量由所述傳感器生成的所述信號的阻抗測量的對應(yīng)時間系列；對于所述傳感器中的第一個，確定從所述阻抗測量的對應(yīng)時間系列獲得的至少第一阻抗相關(guān)數(shù)據(jù)；對于所述傳感器中的第二個，確定來自所述阻抗測量的對應(yīng)時間系列的第二阻抗相關(guān)數(shù)據(jù)；識別下列之間的關(guān)聯(lián)(a)所述第一和第二阻抗相關(guān)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，與(b)指示所述當前部件實例的至少一個特性的狀態(tài)信息；當所述狀態(tài)信息指示所述當前部件實例中的缺陷時，獲得固化數(shù)據(jù)，其指示針對所述當前部件實例或所述部件實例中的隨后部件實例之一的至少一個校正操作；以及將從所述固化數(shù)據(jù)中獲得的至少一個指令傳送到用于在所述模具中固化所述部件實例的固化設(shè)備組件，所述傳送導(dǎo)致所述固化設(shè)備組件按照所述校正操作改變固化條件。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一傳感器為所述部件實例的第一部分提供第一阻抗數(shù)據(jù)，并且所述第二傳感器為所述部件實例的第二部分提供第二阻抗數(shù)據(jù)，其中(a)所述第一部分和所述第二部分在厚度上相差大約25％或更大；(b)所述第一和第二傳感器中的至少一個相鄰于所述部件實例中的彎曲處，(c)所述第一和第二傳感器間隔開每個部件實例的最大尺寸的至少三分之二，以及(d)所述第一和第二傳感器間隔開可模塑化合物在固化期間從其被引入到所述模具中之處必須流動的最大距離的至少三分之二。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二傳感器中的至少一個包括彼此絕緣的兩個電極。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二傳感器的所述阻抗測量的對應(yīng)時間系列使用至少一個非橋接電路來確定。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二傳感器的所述阻抗測量的對應(yīng)時間系列使用至少一個橋接電路來確定。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述阻抗測量包括下列之一(i)阻抗(Z)，其是對交流電路中的電流的總反抗的量度，(ii)相位角，(iii)電阻，(iv)電抗，(v)電導(dǎo)，和(vi)電容。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述部件實例由下列之一固化(a)聚合可模塑化合物，(b)苯乙烯單體化合物，(c)酚醛材料，和(d)熱固性塑料。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一阻抗相關(guān)數(shù)據(jù)包括下列之一(a)所述第一傳感器的所述阻抗測量的時間系列中具有基本上為零的斜率的部分的標識，(b)與所述第一傳感器的所述阻抗測量的時間系列的值是否從基本上處于開始固化所述當前部件實例時的值增大至少10％相關(guān)的信息，以及(c)與所述阻抗測量的時間系列的值是否產(chǎn)生所述阻抗測量的時間系列的最大變化的至少5％的多個波動相關(guān)的信息。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第二阻抗相關(guān)數(shù)據(jù)包含從所述第一阻抗相關(guān)數(shù)據(jù)的變化，所述變化與所述當前部件實例中的缺陷相關(guān)聯(lián)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述關(guān)聯(lián)的確定根據(jù)所述缺陷的標識與至少一個部件類型的多個先前固化的實例中的每個的多個阻抗測量時間系列之間的預(yù)定相關(guān)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述狀態(tài)信息包括作為下列之一的所述至少一個特性的標識(i)下列之一的期望范圍抗張強度、抗壓強度、動態(tài)硬度和尺寸一致性，以及(ii)一個或多個欠固化條件的指示。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述缺陷將所述當前部件實例標識為下列之一(i)具有空隙的有缺陷部件，(ii)有缺陷的有孔隙部件，(iii)欠固化的部件，(iv)過固化的部件，(v)非良好成型的部件，以及(vi)由于不具有期望特性如抗張強度、抗壓強度、動態(tài)硬度、尺寸一致性之一的期望范圍而導(dǎo)致的有缺陷部件。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中校正操作包括下列之一(a)改變所述當前部件實例或所述部件實例中的隨后部件實例之一的固化時間，(b)改變所述當前部件實例或所述部件實例中的隨后部件實例之一的固化溫度，(c)改變所述當前部件實例或所述部件實例中的隨后部件實例之一的噸位，(d)清潔真空端口中的阻塞物，以及(e)添加一個或多個真空端口。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述傳送步驟包括在計算機中生成所述至少一個指令，其中所述計算機執(zhí)行確定所述至少一個校正操作與不同的校正操作之間的優(yōu)先選擇的步驟。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述優(yōu)先選擇依賴于由所述至少一個校正操作和所述不同的校正操作中的每個影響的所述部件的范圍。
16.一種用于在模具中固化部件的多個實例的設(shè)備，其中所述模具具有多個傳感器，每個傳感器用于生成與在所述模具內(nèi)固化的所述部件實例中的當前部件實例的阻抗相關(guān)的信號，包括對于每個傳感器，對應(yīng)的傳感器測量單元，用于將一個或多個電氣信號提供給所述傳感器，以及用于當所述當前部件實例正在固化時從所述傳感器獲得對應(yīng)的阻抗相關(guān)數(shù)據(jù)；第一一個或多個組件，用于確定(a)從來自所述傳感器中的第一個的對應(yīng)阻抗相關(guān)數(shù)據(jù)中獲得的第一阻抗相關(guān)數(shù)據(jù)；以及(b)來自所述傳感器中的第二個的對應(yīng)阻抗相關(guān)數(shù)據(jù)的第二阻抗相關(guān)數(shù)據(jù)；其中所述第一和第二阻抗數(shù)據(jù)每個都是預(yù)定計算的結(jié)果，所述計算包括確定下列中的至少一個斜率、局部最大值和局部最小值、基本上為平坦的曲線范圍、面積、斜率的變化率以及拐點；第二一個或多個組件，用于識別下列之間的關(guān)聯(lián)(a)所述第一和第二阻抗相關(guān)數(shù)據(jù)之間的差異，與(b)指示所述當前部件實例的固化的至少一個特性的狀態(tài)信息；控制器，用于獲得指示至少一個校正操作的信息，所述校正操作用于校正所述當前部件實例或所述部件實例中的隨后部件實例之一中的缺陷，其中所述信息隨著所述狀態(tài)信息的變化而變化；以及第三一個或多個組件，用于將由所述控制器發(fā)布的至少一個指令傳達到用于在所述模具中固化所述部件實例的固化設(shè)備組件，所述傳達導(dǎo)致所述固化設(shè)備組件按照所述校正操作改變固化條件，其中所述至少一個指令使用所述指示至少一個校正操作的信息來獲得。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述第二一個或多個部件包括存儲多個關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)存儲庫，所述關(guān)聯(lián)用于將下列相關(guān)聯(lián)(a)來自兩個或更多個所述傳感器的組中的每個傳感器的阻抗相關(guān)數(shù)據(jù)之間的差異，與(b)指示先前使用所述模具和所述固化設(shè)備組件中的至少一個而固化的部件實例的至少一個特性的狀態(tài)信息。
全文摘要
一種用于在多個固化條件下固化可模塑化合物的方法，通過(1)從分布在固化模具內(nèi)的多個傳感器獲得介電或阻抗值的時間相關(guān)數(shù)據(jù)流，其中對于每個傳感器，所述可模塑化合物是電介質(zhì)；(2)從該多個傳感器的數(shù)據(jù)流確定阻抗相關(guān)測量；(3)使用該多個傳感器的阻抗相關(guān)測量來確定用于增強固化工藝的預(yù)測性和/或校正性固化操作；以及(4)控制部件的大量生產(chǎn)固化，以獲得具有一個或多個期望特性的固化部件。
文檔編號B29C39/00GK1950768SQ200580007726
公開日2007年4月18日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月11日
發(fā)明者斯科特·施奈德, 理查德·馬吉爾 申請人:特征控制系統(tǒng)股份有限公司