專利名稱：注塑成型多時段在線控制模溫的方法及其專有設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種注塑成型多時段在線控制模溫的方法及其專有設備，適用于快速變模溫注塑成型工藝。
背景技術：
變模溫注塑成型技術可以有效減少甚至消除塑料產(chǎn)品如熔接痕、波流痕、表面浮纖和銀絲紋等表面缺陷，滿足人們對塑料產(chǎn)品日益增長的外觀品質(zhì)要求，是一種新型的注塑成型技術。該技術的關鍵在于動態(tài)模溫控制。模具的快速冷卻一般采用通入冷卻水或其他冷卻介質(zhì)的方法即可滿足工藝要求，而加熱的方法則有很多。通過何種方法可以快速提高模具溫度，以提高成型制品質(zhì)量，降低成型周期成為加熱方式的主要目的。如圖1所示，注塑成型按工藝可以分為合模、注射保壓、冷卻和開模頂出四個階段。而變模溫注塑成型技術與傳統(tǒng)注塑成型技術的工藝過程基本相同，區(qū)別在于變模溫注塑成型可以根據(jù)各個工藝階段的特點來調(diào)整模具溫度。目前有關注塑成型過程提高模具溫度的方法得到了廣泛的關注和探索，出現(xiàn)了電加熱等多種方法。加熱方法能較好地快速變換模具溫度。但是控制的方法并沒有考慮工藝的多時特性，往往只在合模時進行短時加熱，型腔加熱并不均勻，且對溫度控制過程中做出的異常無法做出判斷。隨著人們對控制效率、節(jié)能環(huán)保等的要求不斷提高，現(xiàn)有的模溫控制方式有待改進。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決傳統(tǒng)模具加熱方法中型腔表面溫度不均勻、加熱沒有考慮多時段特性、無法判斷加熱或冷卻過程中的異常反應和加熱或冷卻過程耗時耗能的問題，本發(fā)明提出了一種表面溫度均勻、能判斷加熱或冷卻過程、能耗低的中的注塑成型多時段在線控制模溫的方法及其專有設備。本發(fā)明所述的注塑成型多時段在線控制模溫的方法，包括以下步驟:I)在模具的的型腔周圍設置若干條相互獨立的加熱管道、冷卻管道和溫度傳感器，并在每條冷卻管道中埋設冷卻裝置以及與冷卻介質(zhì)連接的冷卻介質(zhì)管、每條加熱管道中埋設加熱裝置以及與加熱介質(zhì)連接的加熱介質(zhì)管；2)每條加熱管道對應配置一個加熱電磁閥、每條冷卻介質(zhì)管配置一個制冷電磁閥，然后通過相應的繼電器與控制執(zhí)行器的輸出控制模塊信號連接；所述的溫度傳感器均與所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置連接，所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置通過數(shù)據(jù)處理裝置與所述的控制執(zhí)行器連接；所述的控制執(zhí)行器、加熱電磁閥、加熱裝置、加熱管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置以及數(shù)據(jù)處理裝置構成了加熱回路；所述的控制執(zhí)行器、冷卻電磁閥、冷卻裝置、冷卻管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置和數(shù)據(jù)處理裝置構成了冷卻回路；3)在控制執(zhí)行器中根據(jù)步驟2)中的溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型，所述的控制執(zhí)行 器根據(jù)設預先定的溫度控制限對加熱管道或冷卻管道進行控制，從而控制模具的動模和定模。
按照本發(fā)明所述的方法構建的專有設備，包括由動模和定模構成型腔的模具，其特征在于:所述的模具的型腔周圍設置若干條相互獨立的加熱管道、冷卻管道和溫度傳感器，每條冷卻管道中埋設冷卻熱裝置以及與冷卻介質(zhì)連通的冷卻介質(zhì)管、每條加熱管道中埋設加熱裝置以及與加熱介質(zhì)連通的加熱介質(zhì)管；每條加熱管道對應配置一個加熱電磁閥、每條冷卻介質(zhì)管配置一個制冷電磁閥，然后通過相應的繼電器與控制執(zhí)行器的輸出控制模塊信號連接；所述的溫度傳感器均與所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置連接，所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置通過數(shù)據(jù)處理裝置與所述的控制執(zhí)行器連接；所述的控制執(zhí)行器、加熱電磁閥、力口熱管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置以及數(shù)據(jù)處理裝置構成了加熱回路；所述的控制執(zhí)行器、冷卻電磁閥、冷卻管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置和數(shù)據(jù)處理裝置構成了冷卻回路。所述的溫度傳感器均勻的分布在所述的模具的型腔內(nèi)。所述的溫度傳感器的個數(shù)大于等于2個。所述的加熱管道的個數(shù)大于等于2根。所述的冷卻管道的個數(shù)大于等于2根。所述的加熱介質(zhì)為蒸汽或熱水。所述的加熱器為電加熱棒。在注塑成型工藝一個周期中按以下實施方式在線控制模溫，(I)模具加熱時段，SP動模合模過程中，加熱電磁閥工作，控制執(zhí)行器控制加熱管道中的熱介質(zhì)進行加熱，要求溫度值(初設值)在塑料的玻璃化轉變溫度以上，此時溫度傳感器將測得的溫度值信號傳入溫度數(shù)據(jù)接收裝置，此時的溫度值不斷提高，當逐漸接近初設值時，記錄最高和最低溫度值，并以此區(qū)間值為控制限；(2)高溫保持階段，即注射保壓過程中，塑料熔體快速充填到型腔，此階段，若溫度傳感器的測試值不在控制限范圍內(nèi)，則經(jīng)過數(shù)值驗證并將驗證不通過信號傳給控制執(zhí)行器，進而發(fā)出加熱信號使相應區(qū)域的加熱管道繼續(xù)工作，直到反饋的溫度值在控制限范圍內(nèi)；此階段 ，若最初溫度值未在控制限內(nèi)或者最初溫度值在控制限內(nèi)，但由于冷卻溫度降低至控制限外，這兩種情況都需重復這一過程，直至所有溫度傳感器的值都在控制限范圍內(nèi)，此時加熱電磁閥關閉，冷卻電磁閥開啟；(3)冷卻時段，此過程需要對模具型腔快速冷卻至塑料制品的出模溫度，冷卻電磁閥開啟，控制執(zhí)行器控制冷卻管道中的冷卻液進行冷卻，要求溫度值(初設值)為塑料的出模溫度。同樣，溫度傳感器將測得的溫度值信號傳入溫度數(shù)據(jù)接收裝置，此時的溫度值不斷降低，當逐漸接近初設值時，記錄最低溫度值，并以初設值和記錄的最低溫度值區(qū)間值為控制限；(4)低溫保持時段，即塑料制品的開模頂出階段，此階段，若溫度傳感器的測試值在控制限范圍內(nèi)，則相應的冷卻管道停止工作；若傳感器的測試值不在控制限范圍內(nèi)，則經(jīng)過數(shù)值驗證并將驗證不通過信號傳給控制執(zhí)行器，進而發(fā)出冷卻信號使相應區(qū)域的加熱管道繼續(xù)工作，直到反饋的溫度值在控制限范圍內(nèi)，即制品脫模，結束一個工作周期。本發(fā)明的有益效果是:將一個注塑成型工藝過程按照溫度參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系特性分成多個時段進行監(jiān)測控制，每個時段根據(jù)監(jiān)測模具不同區(qū)域得到的溫度值進行控制，使得模具型腔能均勻加熱或冷卻，加熱效率高、可以同時監(jiān)測型腔不同區(qū)域的溫度，并提取
溫度變量相關性信息。


圖1本發(fā)明的注塑成型多時段模溫示意圖。圖2本發(fā)明的注塑成型多時段在線控溫系統(tǒng)圖。圖3本發(fā)明的注塑成型在線控溫示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖進一步說明本發(fā)明參照附圖:實施例1本發(fā)明所述的注塑成型多時段在線控制模溫的方法，包括以下步驟:I)在模具的的型腔周圍設置若干條相互獨立的加熱管道、冷卻管道和溫度傳感器，并在每條冷卻管道中埋設冷卻裝置以及與冷卻介質(zhì)連接的冷卻介質(zhì)管、每條加熱管道中埋設加熱裝置以及與加熱介質(zhì)連接的加熱介質(zhì)管；2)每條加熱管道對應配置一個加熱電磁閥、每條冷卻介質(zhì)管配置一個制冷電磁閥，然后通過相應的繼電器與控制執(zhí)行器的輸出控制模塊信號連接；所述的溫度傳感器均與所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置連接，所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置通過數(shù)據(jù)處理裝置與所述的控制執(zhí)行器連接；所述的控制執(zhí)行器、加熱電磁閥、加熱管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置以及數(shù)據(jù)處理裝置構成了加熱回路；所述的控制執(zhí)行器、冷卻電磁閥、冷卻管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置和數(shù)據(jù)處理裝置構成了冷卻回路；3)在控制執(zhí)行器中根據(jù)步驟2)中的溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型，所述的控制執(zhí)行器根據(jù)設預先定的溫度控制限對加熱管道或冷卻管道進行控制，從而控制模具的動模和定模。實施例2按照本發(fā)明所述的方法構建的專有設備，包括由動模11和定模12構成型腔13的模具1，所述的模具I的型腔周圍設置若干條相互獨立的加熱管道14、冷卻管道15和溫度傳感器16，每條冷卻管道15中埋設冷卻裝置152以及與冷卻介質(zhì)連通的冷卻介質(zhì)管、每條加熱管道14中埋設加熱裝置142以及與加熱介質(zhì)連通的加熱介質(zhì)管；每條加熱管道14對應配置一個加熱電磁閥141、每條冷卻介質(zhì)管配置一個制冷電磁閥151,然后通過相應的繼電器與控制執(zhí)行器2的輸出控制模塊信號連接；所述的溫度傳感器16均與所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置3連接，所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置3通過數(shù)據(jù)處理裝置4與所述的控制執(zhí)行器2連接；所述的控制執(zhí)行器2、加熱電磁閥141、加熱管道14、溫度數(shù)據(jù)接收裝置3以及數(shù)據(jù)處理裝置4構成了加熱回路；所述的控制執(zhí)行器2、冷卻電磁閥151、冷卻管道15、溫度數(shù)據(jù)接收裝置3和數(shù)據(jù)處理裝置4構成了冷卻回路。所述的溫度傳感器16均勻的分布在所述的模具的型腔內(nèi)。所述的溫度傳感器16的個數(shù)大于等于2個。所述的加熱管道14的個數(shù)大于等于2根。所述的冷卻管道15的個數(shù)大于等于2根。所述的加熱介質(zhì)為蒸汽或熱水。所述的加熱器為電加熱棒。在注塑成型工藝一個周期中按以下實施方式在線控制模溫，(I)模具加熱時段，SP動模合模過程中，加熱電磁閥工作，控制執(zhí)行器控制加熱管道中的熱介質(zhì)進行加熱，要求溫度值(初設值)在塑料的玻璃 化轉變溫度以上，此時溫度傳感器將測得的溫度值信號傳入溫度數(shù)據(jù)接收裝置，此時的溫度值不斷提高，當逐漸接近初設值時，記錄最高和最低溫度值，并以此區(qū)間值為控制限；(2)高溫保持階段，即注射保壓過程中，塑料熔體快速充填到型腔，此階段，若溫度傳感器的測試值不在控制限范圍內(nèi)，則經(jīng)過數(shù)值驗證并將驗證不通過信號傳給控制執(zhí)行器，進而發(fā)出加熱信號使相應區(qū)域的加熱管道繼續(xù)工作，直到反饋的溫度值在控制限范圍內(nèi)；此階段，若最初溫度值未在控制限內(nèi)或者最初溫度值在控制限內(nèi)，但由于冷卻溫度降低至控制限外，這兩種情況都需重復這一過程，直至所有溫度傳感器的值都在控制限范圍內(nèi)，此時加熱電磁閥關閉，冷卻電磁閥開啟；(3)冷卻時段，此過程需要對模具型腔快速冷卻至塑料制品的出模溫度，冷卻電磁閥開啟，控制執(zhí)行器控制冷卻管道中的冷卻液進行冷卻，要求溫度值(初設值)為塑料的出模溫度。同樣，溫度傳感器將測得的溫度值信號傳入溫度數(shù)據(jù)接收裝置，此時的溫度值不斷降低，當逐漸接近初設值時，記錄最低溫度值，并以初設值和記錄的最低溫度值區(qū)間值為控制限；(4)低溫保持時段，即塑料制品的開模頂出階段，此階段，若溫度傳感器的測試值在控制限范圍內(nèi)，則相應的冷卻管道停止工作；若傳感器的測試值不在控制限范圍內(nèi)，則經(jīng)過數(shù)值驗證并將驗證不通過信號傳給控制執(zhí)行器，進而發(fā)出冷卻信號使相應區(qū)域的加熱管道繼續(xù)工作，直到反饋的溫度值在控制限范圍內(nèi)，即制品脫模，結束一個工作周期。本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍的不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也及于本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明構思所能夠想到的等同 技術手段。
權利要求
1.注塑成型多時段在線控制模溫的方法，包括以下步驟: 1)在模具的的型腔周圍設置若干條相互獨立的加熱管道、冷卻管道和溫度傳感器，并在每條冷卻管道中埋設冷卻裝置以及與冷卻介質(zhì)連接的冷卻介質(zhì)管、每條加熱管道中埋設加熱裝置以及與加熱介質(zhì)連接的加熱介質(zhì)管； 2)每條加熱管道對應配置一個加熱電磁閥、每條冷卻介質(zhì)管配置一個制冷電磁閥，然后通過相應的繼電器與控制執(zhí)行器的輸出控制模塊信號連接；所述的溫度傳感器均與所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置連接，所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置通過數(shù)據(jù)處理裝置與所述的控制執(zhí)行器連接；所述的控制執(zhí)行器、加熱電磁閥、加熱管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置以及數(shù)據(jù)處理裝置構成了加熱回路；所述的控制執(zhí)行器、冷卻電磁閥、冷卻管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置和數(shù)據(jù)處理裝置構成了冷卻回路； 3)在控制執(zhí)行器中根據(jù)步驟2)中的溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型，所述的控制執(zhí)行器根據(jù)設預先定的溫度控制限對加熱管道或冷卻管道進行控制，從而控制模具的動模和定模。
2.按照權利要求1所述的方法構建的專有設備，包括由動模和定模構成型腔的模具，其特征在于:所述的模具的型腔周圍設置若干條相互獨立的加熱管道、冷卻管道和溫度傳感器，每條冷卻管道中埋設冷卻熱裝置以及與冷卻介質(zhì)連通的冷卻介質(zhì)管、每條加熱管道中埋設加熱裝置以及與加熱介質(zhì)連通的加熱介質(zhì)管；每條加熱管道對應配置一個加熱電磁閥、每條冷卻介質(zhì)管配置一個制冷電磁閥，然后通過相應的繼電器與控制執(zhí)行器的輸出控制模塊信號連接；所述的溫度傳感器均與所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置連接，所述的溫度數(shù)據(jù)接收裝置通過數(shù)據(jù)處理裝置與所述的控制執(zhí)行器連接；所述的控制執(zhí)行器、加熱電磁閥、力口熱管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置以及數(shù)據(jù)處理裝置構成了加熱回路；所述的控制執(zhí)行器、冷卻電磁閥、冷卻管道、溫度數(shù)據(jù)接收裝置和數(shù)據(jù)處理裝置構成了冷卻回路。
3.如權利要求2所述的專有設備，其特征在于:所述的溫度傳感器均勻地分布在所述模具型腔內(nèi)。
4.如權利要求3所述的專有設備，其特征在于:所述的溫度傳感器的個數(shù)大于等于2個。
5.如權利要求2所述的專有設備，其特征在于:所述的加熱管道的個數(shù)大于等于2根。
6.如權利要求2所述的專有設備，其特征在于:所述的冷卻管道的個數(shù)大于等于2根。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種注塑成型多時段在線控制模溫的方法，這種方法主要針對傳統(tǒng)模具加熱方法中型腔表面溫度不均勻、加熱沒有考慮多時段特性、無法判斷加熱或冷卻過程中的異常反應和加熱或冷卻過程耗時耗能這些問題，將一個注塑成型工藝過程按照溫度參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系特性分成多個時段進行監(jiān)測控制，每個時段根據(jù)監(jiān)測模具不同區(qū)域得到的溫度值進行控制，使得模具型腔能均勻加熱或冷卻。這對于提高注塑成型中模具溫度的控制效率，實現(xiàn)成型過程中溫度在線監(jiān)控和節(jié)能減排有重要的意義。
文檔編號B29C45/78GK103240852SQ201310160738
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月3日 優(yōu)先權日2013年5月3日
發(fā)明者李吉泉, 姜少飛, 吳化平, 鄭維, 張征, 鮑雨梅, 柴國鐘 申請人:浙江工業(yè)大學