專利名稱：配置在機器壓板上的模具和熱流道控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及注射成型系統控制器，尤其是模具和熱流道控制器。
背景技術：
注射成型系統用于形成一些塑料或樹脂和諸如金屬和粉末型等其它材料的物體。通常，注射成型系統包括具有擠壓機的注模機，可通過連桿連接的機器壓板和機座。機器壓板用于固定模板，模板包括模腔和模芯。每一模具通常具有兩部分，冷半模和熱半模。在注射成型工藝中，冷半模和熱半模緊密配合形成適合的形狀。熱半模包括熱流道系統，熱流道系統包括歧管和一個或多個熱流道噴嘴，熱流道噴嘴包括流道，熔體流穿過該流道，經過一個或多個模具口到達模腔。為了最佳成型，熔體流必須保持在諸如溫度和壓力等操作工藝參數相當小的范圍內。為此，模具的冷半模和熱半模通常包括用于監(jiān)控這種熔融物物理性質的傳感器。例如，熱半模通常包括安裝在適當位置的熱電偶，以監(jiān)控不同位置例如沿著熔融物流道的溫度。
注射成型系統通常包括至少一個機器控制器，用于在注模機內和有時在模具內監(jiān)控和調節(jié)諸如溫度和壓力等臨界工藝條件。有時，除機器控制器外，有分開熱流道或和模具控制器的需要。熱流道控制器通常配置在車間內注模機旁的地板上，且通過連接模具和控制器的電纜接收來自傳感器的信息。為了在工藝過程中在注射成型系統內更好地控制熔融物的特性，在標準注射成型系統內有許多需要分別監(jiān)控和調節(jié)的區(qū)域，使得在每個模腔內都能最佳成型。因此，標準注射成型系統的每個區(qū)域都有自己的自動調節(jié)閉環(huán)控制。
為了在模具內部監(jiān)控和調節(jié)工藝條件，注射成型系統使用以微處理機為基礎的控制器?？刂破魍ǔｍ憫慌渲迷谀＞邿岚肽冗m當位置的傳感器的輸出，通過給注射成型系統內部的裝置傳送控制信號，該注射成型系統能夠按控制信號改變工藝條件。例如，如果模具內的傳感器報告模具某一區(qū)域處于較低的溫度，控制器將響應，通過傳送控制信號給加熱裝置，則能夠提高該區(qū)的溫度到適當的標準。
在標準注射成型控制系統中，當報告模具的工藝條件時，模具傳感器提供信號給控制器。從每一個傳感器得來的這些信號通過導線傳送給控制器，和在有模腔32，64，或96的注射成型系統內，可能需要成百根導線。在標準注射成型系統中，由于其特大的尺寸，控制器與模具之間有一定距離。承載從注模到控制器的導線所需電纜的數量和尺寸是龐大的，因為電纜需要沿著地板，在地板下，或在地板上延伸，存在存儲和機器通道問題和不方便性等問題。
除了特大尺寸之外，為了保護控制器遠離正常注射成型工藝中產生的高溫，標準注射成型系統的控制器同樣與模具之間有一定距離。如果控制模塊就安裝在注模上，注射成型工藝產生的熱量有可能對控制器內部電子設備的性能和可操作性有負面的影響。安裝在模具上的公知的控制器需要冷卻機構來阻止這種負面影響。同樣這些控制器對特定的模具和熱流道系統完全是專用和定做的，所以它們能夠隨著模具和熱流道系統從一個機器移到另一個機器。用來注射新產品的新模具和新熱流道系統在大多數情況下將需要重新定做的控制器。進一步地，在標準注射成型系統中，控制器和定做的熱流道系統必須兼容和有兼容連接器。

發(fā)明內容
本發(fā)明一方面提供一種注模機，包括安裝在機器壓板上的注模，所述注模具有熱半模和冷半模；至少一可控裝置，為了改變注模的工藝條件與注模連接；至少一與注模連接的傳感器，報告工藝條件的值；和一控制模塊，安裝在機器壓板上，所述控制模塊與所述至少一傳感器和所述至少一可控裝置相連，所述控制模塊收集所述至少一傳感器的輸出，處理所述傳感器輸出，和提供控制信號給所述至少一可控裝置。


在此引入附圖，且附圖組成說明書的一部分說明本發(fā)明，連同說明書進一步用來解釋本發(fā)明的原理，以及使相關領域技術人員能夠制造和使用本發(fā)明。
圖1是根據本發(fā)明實施例的注模機一部分的側視圖。
圖2A是圖1中A部分的細節(jié)圖。
圖2B是圖1的注模機的橫向視圖。
圖2C更詳細地顯示圖2B的注模機。
圖3示出了根據本發(fā)明實施例的控制模塊連接到第一控制器。
圖4是根據本發(fā)明實施例的顯示界面模組的功能框圖。
圖5描繪根據本發(fā)明的注射成型控制系統方法。
圖6描繪根據本發(fā)明注射成型控制系統方法更詳細的步驟510。
通過詳細描述本發(fā)明的特點和優(yōu)點將更明顯，該詳細描述結合附圖闡明下面的內容，在附圖中相同的附圖標記自始至終標識相應的部件。在附圖中，相同的附圖標記通常表示相同的，功能相似和/或結構相似的部件。
具體實施例方式
參照圖1和2A，概括顯示注模機100。該注模機包括安裝在機座102上的固定機器壓板104和注模。所述注模包括熱半模106和冷半模234，熱半模106與機器壓板104可拆裝地連接，其在圖2B中示出。冷半模234可沿機器連桿108滑動與熱半模106配合。如圖2A中所示，熱半模106包括至少一與歧管111連接的熱流道噴嘴107。歧管111接收來自源點(未示出)的可模壓材料的熔體流并將上述熔體流經噴嘴107輸送到模腔113。模腔113設在熱半模106和冷半模234之間。
噴嘴107通過加熱器109A被加熱。為了在其中提供溫度測量，把熱電偶110A與噴嘴107連接。本領域技術人員可以理解的是，熱半模中同樣也可以使用諸如例如壓力傳感器的其它的傳感器110以監(jiān)控工藝條件。
控制模塊216通過機板連接器218安裝在固定機器壓板104上。除了將控制模塊216安裝在固定機器壓板104的外部之外，控制模塊216也可以可選擇地安裝在固定機器壓板104的內部。至少一電纜222將機板連接器218和模板連接器220連接起來。電纜222包括至少一向控制模塊216輸送信號的導線、和至少一從控制模塊216輸出信號的導線。特別地，在一實施例中，每一監(jiān)控區(qū)域使用兩根導線，一根導線向控制模塊216輸送傳感器輸出信號，一根導線從控制模塊216向諸如加熱器的可控裝置109輸送動力信號。信號輸送可通過應用光纖技術或本領域技術人員公知的其它技術完成。
模板連接器220連接注模的熱半模106，尤其連在傳感器110上，例如熱半模106中的熱電偶110A。連接器218，220和電纜222可以封裝在固定機器壓板104的內部，或可以在其外部。機器壓板104上的控制模塊216的配置是這樣的不需要在工作區(qū)內敷設電纜，在注射成型工藝過程中所產生的熱量對控制模塊216的操作沒有負面影響。
機板連接器218通常是一個電接線盒，通過它電纜222的一端與控制模塊216連接。在一實施例中，如圖3中所示，控制模塊216和機板連接器218之間的連接是通過插塞接頭360。這種插座的應用使控制模塊216的拆卸和更換迅速高效。本領域技術人員顯然也可以使用其它類型的連接器。
返回參照圖1，為了與不同廠家生產的不同類型的注模相適合，對于不同的電纜222和模板連接器220，電纜222和模板連接器220可以更換。這就允許不同廠家生產的注模使用相同的控制模塊216，而不依賴模具廠家。這就使得控制模塊更通用，且使注模機的轉換更有效和更少時間消耗。控制模塊216和機板連接器218應用和替換的靈活性使控制模塊216可被迅速地和便利地移到另一個機器。進一步地，可以去除控制模塊216，且當其沒有安裝在機器上時被用來檢測注模。
控制模塊216從電源228獲得3相220伏交流電，電源228或位于注模機100上，或位于地板上與注模機100分開。電源228的電力通過電力電纜230輸送到控制模塊216。
控制模塊216起監(jiān)控和響應傳感器110提供的信號的作用。例如，在一實施例中，該實施例中傳感器110是用于感測溫度的熱電偶，傳感器110通過電纜222內的導線將溫度數據的輸出信號輸送給控制模塊216?？刂颇K216接收傳感器的輸出信號并進行處理。如果溫度需要升高，控制模塊216通過電纜222內的導線傳送控制信號給可控裝置109在本場合中可控裝置是加熱器，以提供更多的電力。如果溫度需要降低，控制模塊216通過電纜222內的導線傳送控制信號給可控裝置109以使其提供較少的電力。
參照圖2B，注模機100被更詳細地顯示。如圖所示，機器注射單元232與固定機器壓板104相通，以向其輸送熱熔流。進一步地，冷半模234安裝在可動機器壓板236上。在操作中，可動機器壓板236通過行程汽缸242可沿連桿108移動，使熱半模106與冷半模234配合形成完整的注模。夾緊缸244包括安裝在固定夾緊板238上的夾緊柱塞240。夾緊柱塞240推動可動機器壓板236和冷半模234向固定熱半模106靠攏，一旦冷半模234和熱半模106配合，夾緊柱塞240維持冷半模234和熱半模106對接，以防止在注射工藝過程中冷半模234和熱半模106分離。
參照圖2C，示出可能如上所述監(jiān)控的不同的傳感器110A、110B、110C。這些傳感器包括，但不限于此，溫度傳感器110A、壓力傳感器110B和閥銷位置傳感器110C?？煽匮b置109包括加熱器109A和閥銷109C。
圖2A中所示的電纜222更詳細地顯示在一實施例中用于兩個區(qū)域。標準注模機包括更多的區(qū)，但為了簡明在此描述兩個。每一個區(qū)域包括被連接到模板連接器220上的模具電纜250A，250B、常規(guī)模具連接器252A，252B和熱流道連接器254A，254B。熱流道連接器254A，254B的適配器256和機器電纜258將熱流道連接器254A，254B和機板連接器218連接起來，然后機板連接器218連接控制模塊216。適配器256允許控制模塊與不同廠家生產的注模相連接。
根據圖1中所示的注模機100的實施例，顯示界面模組(DIM)226被提供。DIM 226有三個主要作用。參照圖4的框圖，DIM 226的一個作用是從控制模塊216接收已處理的傳感器輸出數據信號480，在存儲器488內存儲數據480，存儲器488位于DIM控制單元484中，和在屏幕486上為用戶顯示數據480。DIM 226的第二個作用是收到用戶輸入的給定值數據例如溫度給定值數據或壓力給定值數據，例如，在位于DIM控制單元484內的存儲器488內存儲用戶輸入的給定值數據，和向控制模塊216提供用戶輸入的給定值數據482。包括DIM 226和控制模塊216之間的信號480，482的通訊，穿過諸如串聯通信接口的通信接口發(fā)生。通過處理數據電纜內的導線，通過無線裝置或通過其它本領域技術人員公知的或通常使用的通信裝置可以傳送這些信息。例如，DIM 226和控制模塊216之間的通訊可以通過圖1中所示的控制模塊216中的收發(fā)器217和DIM 226中的收發(fā)器227完成。DIM 226和控制模塊216輸出和輸入通信的信息載體被概括地描述如224。DIM 226的第三個主要作用是為控制模塊216的電源開關。
DIM 226內的存儲器488既能夠存儲從傳感器110收集到的歷史信息，也能夠存儲由用戶輸入的、代表熱半模106內的工藝條件期望值的給定值數據。DIM226同樣可以包括存儲器，例如存儲器488，用于存儲從攝像機收集的數字或視頻數據，所述攝像機為了進行監(jiān)控可以安裝在注射成型系統的內部。DIM 226是易于移動的且能夠與其它注模機交換。例如，DIM 226能夠遠離注射成型系統，能夠被牢固裝配在注射成型系統上，或能夠安裝在注模機上任一適宜的位置，例如應用磁鐵或能夠擺動的臂(未示出)。DIM 226的可移動性，連同它的存儲特性，允許在生產裝配中將準備好的用戶輸入給定值數據立即應用在其它注射成型系統中。
圖5描述注模機100的控制系統的操作方法且通過附圖標記500大概地示出。如步驟504中所示，通過注模內的傳感器報告注模的工藝條件。在步驟506中，如上所述的控制模塊收集傳感器的輸出。在步驟508中，控制模塊處理傳感器輸出。在步驟510中，可在控制模塊和DIM之間進行交換通信。步驟510中的通訊在圖6中被進一步描述。在步驟512中，通過控制模塊響應傳感器輸出或響應用戶輸入的給定值數據產生控制信號。在步驟514中，將控制信號輸送到可控裝置，可控裝置能夠根據控制信號改變工藝條件。在步驟516中，所述方法重復步驟502?？刂菩盘柌槐刂挥蔁岚肽?06內的可控裝置109應用。在本發(fā)明的另一實施例中，也將控制信號傳送給分開的機器控制器(未示出)，同樣通過機器應用來調節(jié)參數。機器控制器是注射成型系統機器的主要控制器。
參照附圖，方法500的步驟510被更詳細地顯示。步驟510在步驟602開始，且立即向步驟604移動。在步驟604中，控制模塊向DIM提供已處理的傳感器輸出。在步驟606中，在DIM的存儲器中存儲已處理的傳感器輸出。在步驟608中，在DIM上將已處理的傳感器輸出顯示給用戶。在步驟610中，DIM能夠接收與可控裝置有關的用戶輸入的給定值數據。在步驟612中，將用戶輸入的給定值數據存儲在DIM的存儲器內。在步驟614中，DIM向控制模塊提供用戶輸入給定值數據。在步驟616中，該方法轉移到圖5的步驟512。根據本發(fā)明的另一實施例，處理傳感器(未示出)配置在冷半模234上用來監(jiān)控不同的工藝條件，例如模具核心冷卻劑的溫度，加熱器或模腔的壓力。配置在冷半模234的傳感器110和控制模塊216之間的線路包括按入式連接器或其它電接點，在模具打開期間物理地斷開。
雖然本發(fā)明的特殊實施例已在上面描述，可以理解的是，它們只是作為例子提出，而不是對本發(fā)明的限制。本領域技術人員可以理解，雖然在其形式和細節(jié)上可以產生各種各樣的變化，但沒有離開本發(fā)明附加的權利要求所限定的精神和范圍。因而，本發(fā)明的范圍及其延伸不限于任一上述示范的實施例，只不過依照下面的權利要求及其等效加以限定。
權利要求
1.一種注模機，包括安裝在機器壓板(104)上的注模，所述注模具有熱半模(106)和冷半模(234)；至少一可控裝置(109)，為了改變注模(106)的工藝條件與注模連接；至少一與注模(106)連接的傳感器(110)，報告工藝條件的值；和一安裝在機器壓板(104)上的控制模塊(216)，所述控制模塊與所述至少一傳感器(110)和所述至少一可控裝置(109)相連，所述控制模塊收集所述至少一傳感器(110)的輸出、處理所述傳感器輸出、和提供控制信號給所述至少一可控裝置(109)。
2.根據權利要求1的注模機，其特征在于，所述控制模塊(216)通過機板連接器(218)與所述機器壓板(104)連接。
3.根據權利要求1的注模機，進一步包括與所述熱半模連接的模板連接器(220)，所述模板連接器(220)為所述至少一傳感器(110)和所述控制模塊(216)之間提供連接。
4.根據權利要求1的注模機，進一步包括將所述控制模塊(216)與所述機器壓板(104)連接的機板連接器(218)；與所述熱半模連接的模板連接器(220)，所述模板連接器(220)為所述至少一傳感器(110)和所述控制模塊(216)之間提供連接；其中，所述機板連接器(218)與模具電纜(250)連接，所述模具電纜與機器電纜(258)相連，所述機器電纜與所述模板連接器(220)連接。
5.根據權利要求4的注模機，其特征在于，在所述模具電纜(250)和所述機器電纜(258)之間提供適配器(256)，所述適配器256是可拆卸和可互換的，以適應多個不同的注模。
6.根據權利要求1的注模機，其特征在于，所述可控裝置是加熱器。
7.根據權利要求1的注模機，其特征在于，所述可控裝置是閥銷。
8.根據權利要求1的注模機，其特征在于，所述至少一傳感器是熱電偶。
全文摘要
一種安裝在注模機機器壓板上的控制模塊。控制模塊與至少一傳感器連接，傳感器安裝在注模內，報告與注模有關的工藝條件?？刂颇K同樣與至少一可控裝置連接，可控裝置安裝在注模內，改變注模的工藝條件。控制模塊收集和處理傳感器輸出，和向至少一可控裝置提供控制信號。顯示界面模組與控制模塊相連接。顯示界面模組接收用戶輸入的給定值數據、向控制模塊提供用戶輸入給定值數據、和收集控制模塊已處理的傳感器輸出，并向用戶顯示。與注模有關的控制方法也被提出。
文檔編號B29C45/28GK1590066SQ20041005509
公開日2005年3月9日 申請日期2004年6月19日 優(yōu)先權日2003年6月20日
發(fā)明者G·奧拉魯, J·阮 申請人:標準模具有限公司