用于確定用于調(diào)節(jié)參數(shù)的額定值的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的用于在鑄造工藝中確定用于調(diào)節(jié)參數(shù)的額定值的方法以及一種具有權(quán)利要求27前序部分的特征的成型機(jī)。
[0002]成型機(jī)在此可以理解為每一種適合用于在壓力下將處于液相的鑄造材料填充到模具腔中的機(jī)器。這特別是注射成型機(jī)、壓鑄機(jī)、注射壓縮機(jī)和類(lèi)似的機(jī)器。
【背景技術(shù)】
[0003]下文中將闡述注射成型工藝的現(xiàn)有技術(shù)，其中出現(xiàn)的問(wèn)題也可轉(zhuǎn)用到其他的鑄造工藝中。
[0004]在向模腔內(nèi)噴注鑄造材料時(shí)，例如使蝸桿或活塞向模腔的方向運(yùn)動(dòng)。作為用于這個(gè)運(yùn)動(dòng)的額定值預(yù)設(shè)信息可以是關(guān)于位移或時(shí)間的速度特性曲線、關(guān)于位移或時(shí)間的壓力特性曲線、或關(guān)于時(shí)間的位移特性曲線。在實(shí)際情況下通常依次使用具有不同預(yù)設(shè)信息的不同階段的組合。
[0005]特別的如下設(shè)計(jì)，首先實(shí)施速度受到調(diào)節(jié)的噴注階段，并且然后實(shí)施壓力受到調(diào)節(jié)的階段(增壓階段)。在增壓階段之后進(jìn)行冷卻階段(冷卻時(shí)間)，在該冷卻階段中將模制件冷卻到適合脫模的溫度。
[0006]在注射成型工藝的這三個(gè)階段中基本確定所制造的注射成型件的特性。在這些階段中起作用的調(diào)節(jié)參數(shù)以及這些階段的持續(xù)時(shí)間在過(guò)程技術(shù)方面具有重要的意義。例如用于這三個(gè)階段的主要參數(shù)是:
[0007]噴注階段:噴注速度特性曲線和切換點(diǎn)
[0008]增壓階段:增壓特性曲線和增壓時(shí)間
[0009]冷卻階段:模具溫度和冷卻時(shí)間
[0010]從噴注階段到增壓階段的過(guò)渡可以在達(dá)到確定的位置、確定的壓力，或者在經(jīng)過(guò)確定的時(shí)間之后實(shí)現(xiàn)。該過(guò)渡在下文中也被稱(chēng)為切換點(diǎn)。由增壓階段到冷卻階段的過(guò)渡和冷卻階段的結(jié)束通常根據(jù)時(shí)間進(jìn)行控制。
[0011]由速度受到控制的噴注過(guò)程到壓力受到控制的增壓階段的過(guò)渡(切換)通常根據(jù)以下實(shí)現(xiàn)，即，一個(gè)確定的參量超過(guò)或低于閾值。在實(shí)際情況下通常例如使用蝸桿位置、噴射壓力、噴注時(shí)間或模具內(nèi)壓力作為切換準(zhǔn)則。理想情況下力求如下選擇切換點(diǎn)，即，在切換時(shí)刻上基本保障填滿(mǎn)腔的容積。速度受到控制的噴注過(guò)程主要用于充模，而之后的壓力受到控制的增壓階段主要用于收縮補(bǔ)償。如果切換完成得過(guò)早，則腔在接下來(lái)的壓力受到控制的增壓階段中才被完全填滿(mǎn)，由此這個(gè)過(guò)程非常容易受到材料粘滯性波動(dòng)的影響。此外也可能在切換之后當(dāng)模具還未完全填滿(mǎn)時(shí)導(dǎo)致注射壓力的明顯下降。如果與之相反切換完成得過(guò)遲，則可能導(dǎo)致腔過(guò)滿(mǎn)，從而導(dǎo)致猛烈的壓力上升、過(guò)噴射、毛刺的產(chǎn)生、模具磨損的升高和其它不利的結(jié)果。對(duì)切換點(diǎn)的調(diào)節(jié)不是最優(yōu)因此具有許多妨礙穩(wěn)定生產(chǎn)的負(fù)面結(jié)果O
[0012]但是對(duì)切換點(diǎn)的最優(yōu)調(diào)節(jié)在實(shí)際情況下不容易實(shí)現(xiàn)。通常需要借助所謂的填充研宄，在該填充研宄中，噴注工藝在速度受到控制的噴注階段中在不同的時(shí)刻被提前中斷并且已制造部件的填充度被評(píng)定?；诓糠痔畛涞牟考t得到假想的最優(yōu)切換點(diǎn)。這不僅僅浪費(fèi)時(shí)間而且也不能一直保證得到期望的結(jié)果。即使在切換點(diǎn)終止噴注過(guò)程，也需要一定的時(shí)間直至噴射壓力完全消失。在該時(shí)間段內(nèi)向腔內(nèi)輸送另外的材料。因此不容易在已制造的部件上在切換時(shí)刻讀取準(zhǔn)確的填充程度。
[0013]在噴注速度方面存在類(lèi)似的問(wèn)題。當(dāng)噴注速度高時(shí)由于體積流量的提高，噴射壓力劇烈上升，而在噴注速度低時(shí)由于在噴注過(guò)程期間熔液的冷卻，壓力升高。
[0014]增壓高度和正壓時(shí)間同樣是重要的。在該階段內(nèi)對(duì)由冷卻成型件引起的收縮進(jìn)行補(bǔ)償，并切基本上同時(shí)確定已制造的成型件的尺寸。增壓時(shí)間應(yīng)盡可能大于所謂的密封時(shí)間。密封時(shí)刻是如下的時(shí)刻，即，成型件的澆口被如此凍結(jié)，使得材料不再能運(yùn)輸進(jìn)入模具腔。當(dāng)增壓壓力過(guò)小或者增壓時(shí)間過(guò)短時(shí)，由于缺乏對(duì)收縮的補(bǔ)償可能導(dǎo)致成型件上的縮孔或者收縮凹陷。如果增壓壓力和/或增壓時(shí)間被調(diào)節(jié)到過(guò)大的值，那么從經(jīng)濟(jì)性和能量的方面看，這個(gè)工藝也不再是最優(yōu)的。用于確定最小或者最優(yōu)的增壓時(shí)間的傳統(tǒng)方法包括對(duì)稱(chēng)改變?cè)鰤簳r(shí)間和測(cè)量已制造部件的重量，這又相對(duì)耗費(fèi)時(shí)間。
[0015]冷卻階段同時(shí)決定成型件的輪廓精確性和變形。過(guò)短的冷卻時(shí)間減小成型件表面的輪廓精確性或者可能導(dǎo)致變形增大。如果冷卻時(shí)間長(zhǎng)于所需要的時(shí)間，則生產(chǎn)率降低并且能量消耗增大。理想地，模具內(nèi)壓力在冷卻時(shí)間結(jié)束時(shí)應(yīng)該減小至至少接近環(huán)境壓力。
[0016]此外如果增壓時(shí)間和/或增壓高度被調(diào)節(jié)得過(guò)小，則可能導(dǎo)致成型件在冷卻時(shí)間期間由于收縮而不再與模具壁相接觸(縮離(“wegschwindet”))，由此不再可以良好地傳遞熱量。這降低了冷卻的效率同時(shí)不必要地延長(zhǎng)了所需的冷卻時(shí)間。
[0017]通常在鑄造工藝中找到用于調(diào)節(jié)參數(shù)的適當(dāng)?shù)闹道щy且耗費(fèi)時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]因此本發(fā)明的目的在于，提供一種方法，該方法能夠簡(jiǎn)單地確定用于鑄造工藝的調(diào)節(jié)參數(shù)的額定值。此外應(yīng)該提供一種用于實(shí)施這種方法的成型機(jī)。
[0019]該目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的方法以及具有權(quán)利要求27的特征的成型機(jī)得以實(shí)現(xiàn)。
[0020]這通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)，即，測(cè)量用于表明合模力特性的參量的至少一個(gè)變化曲線，確定一方面所測(cè)量的變化曲線或由所測(cè)量的變化曲線導(dǎo)出的參量與另一方面噴注過(guò)程的參數(shù)之間的關(guān)系，并且從該關(guān)系確定用于調(diào)節(jié)參數(shù)的額定值。
[0021]在大多數(shù)情況下合模力相對(duì)直接地作為合模缸的液壓壓力或作為電合模驅(qū)動(dòng)器施加到模具夾緊板上的那個(gè)力得到測(cè)量。但是也可考慮的是:例如測(cè)量合模單元或成型模具上的變形，所述變形標(biāo)明合模力特性。所得到的表明合模力特性的參量的變化曲線之后為了本發(fā)明的目的不必?fù)Q算成合模力本身，而是可以直接用于確定所述關(guān)系。
[0022]但是在下文中出于簡(jiǎn)單精確的目的涉及的是對(duì)合模力和合模力變化曲線的測(cè)量，其中專(zhuān)業(yè)人員始終知曉的是，測(cè)量例如與合模力具有已知的函數(shù)關(guān)系的、用于表明合模力特性的參量可以達(dá)到相同的目標(biāo)。
[0023]作為鑄造工藝的參數(shù)可以使用每個(gè)表明鑄造工藝特性(例如合模力)的或在鑄造工藝期間出現(xiàn)的參量(例如蝸桿位置)。
[0024]基于存在于機(jī)器上的測(cè)量值和傳感器信號(hào)(特別是合模力)，可以借助根據(jù)本發(fā)明的方法得到用于鑄造工藝不同階段(特別是噴注、增壓和冷卻階段)中的重要的調(diào)節(jié)參數(shù)的最優(yōu)值，或者對(duì)所存在的調(diào)節(jié)進(jìn)行檢測(cè)并且必要情況下向操作者提供用于改進(jìn)調(diào)節(jié)的相應(yīng)指示。
[0025]在此對(duì)本發(fā)明不重要的是:在噴注或者增壓階段是否對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)。同樣不重要的是:為了將熔液引入模具空腔并在其內(nèi)進(jìn)行分配而使用的是蝸桿、活塞還是其它可運(yùn)動(dòng)的元件、例如注射成型模具中的沖壓元件。所謂的特性曲線在最簡(jiǎn)單的情況下也可以?xún)H僅包括恒定值。
[0026]根據(jù)本發(fā)明確定的用于調(diào)節(jié)參數(shù)的額定值可以以不同的方式得到進(jìn)一步應(yīng)用。一方面它可以由機(jī)器自動(dòng)作為用于受到調(diào)節(jié)或者控制的運(yùn)動(dòng)的額定值。另一方面它也可以簡(jiǎn)單的作為對(duì)操作者的建議被顯示，或當(dāng)受到調(diào)節(jié)的額定值顯著偏離根據(jù)本發(fā)明確定的額定值時(shí)，它可以顯示警告信號(hào)。
[0027]需要注意的是，不一定必須在合模力變化曲線與相應(yīng)的調(diào)節(jié)參數(shù)之間建立關(guān)系。在許多情況下會(huì)是有利的是:從合模力變化曲線導(dǎo)出的參量與調(diào)節(jié)參數(shù)建立關(guān)系。用于這些參量的實(shí)例是模具呼吸(Werkzeugatmung)、合模力變化曲線關(guān)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)、位置或另一獨(dú)立的參量或類(lèi)似參量。此外可以例如進(jìn)行用于過(guò)濾振蕩的傅里葉變換，或可以從合模力變化曲線中提取出單個(gè)的點(diǎn)(例如極值)。
[0028]本發(fā)明的其它有利的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中