BR112016020744B1

BR112016020744B1 - Método de controle para um sistema de moldagem por injeção

Info

Publication number: BR112016020744B1
Application number: BR112016020744-0A
Authority: BR
Inventors: Peter Lindberg
Original assignee: Tetra Laval Holdings & Finance S.A.
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2022-01-18
Also published as: US20170021542A1; RU2016139471A3; KR20160132864A; EP3116699B1; US10471639B2; MX2016011398A; JP6734199B2; BR112016020744A2; EP3116699A1; WO2015136004A1; RU2016139471A; JP2017513732A; RU2671333C2; CN106061707B; CN106061707A

Abstract

método e unidade de controle para um sistema de moldagem por injeção, e, sistema de moldagem por injeção. um método de controle para um sistema de moldagem por injeção tendo um extrusor, alimentando material continuamente a um acumulador, formando porção de material de modo intermitente para um dispositivo de injeção, em que o método de controle é configurado para acionar o extrusor a uma velocidade alta ou a uma velocidade baixa respectivamente, a velocidade alta e a velocidade baixa definindo um intervalo de velocidade de extrusor, o método compreendendo adquirir um valor para uma mudança posicional real para o acumulador ((delta)posreal), comparando o valor para a mudança posicional real ((delta)posreal) com um valor previsto para a mudança posicional ((delta)posprev) ajustando uma velocidade do extrusor com base em um resultado da comparação.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere ao campo de moldagem porinjeção de materiais plásticos, e em particular a um método de controle utilizável em moldagem por injeção.

FUNDAMENTOS TÉCNICOS

[002] Moldagem por injeção de plásticos é um processo de múltiplosestágios. O processo como é bastante conhecido. Frequentemente, o material plástico é fornecido na forma de grânulos. De acordo com um conceito, uma mistura de grânulos pode compreender grânulos individuais tendo uma composição correspondente à composição do produto final. De acordo com um outro conceito, uma mistura compreende vários tipos de grânulos de composições diferentes tais como a mistura de grânulos por inteira tem uma composição correspondente à composição do produto final.

[003] Os grânulos são alimentados a um extrusor no qual os grânulossão trabalhados, normalmente por meio de um parafuso extrusor operando continuamente. O parafuso de extrusão pode ser comparado a um parafuso de transporte tendo uma profundidade ou inclinação (ou ambos) variável para induzir uma quantidade aumentada de trabalho friccional nos grânulos, permitir que gases presos sejam liberados, etc. O projeto dos extrusores é uma ciência em si próprio, e está bem do lado de fora do escopo da presente especificação para prover uma descrição detalhada.

[004] O resultado do processo de extrusão pode ser uma fundição, eesta fundição é então alimentada a um acumulador atuando como um separador entre um extrusor operando continuamente e

[005] um dispositivo de injeção operando de modo intermitente. Odispositivo de injeção injeta a fundição em uma cavidade de molde e a fundição e se sedimenta, ou congela, na cavidade de molde. O dispositivo de injeção consequentemente tem uma operação cíclica ou intermitente na qual injeta uma fundição em uma cavidade em um curso, e recebe uma nova fundição do extrusor através do acumulador.

SUMÁRIO

[006] Para esta finalidade, a presente invenção se refere a ummétodo de controle para um sistema de moldagem por injeção permitindo o controle melhorado das dinâmicas de moldagem por injeção de plástico.

[007] De acordo com um primeiro aspecto, a descrição se refere aum método de controle para um sistema de moldagem por injeção tendo um extrusor, alimentando material continuamente a um acumulador, formando porção de material de modo intermitente a um dispositivo de injeção, em que o método de controle é configurado para acionar o extrusor a uma velocidade alta a uma velocidade baixa respectivamente, a velocidade alta e a velocidade baixa definindo um intervalo de velocidade de extrusor. O método compreende adquirir um valor para uma mudança posicional real para o acumulador (ΔPOSREAL), e comparar o valor para a mudança posicionai real (ΔPOSREAL) com um valor previsto para a mudança posicionai (ΔPOSPREV), seguido de ajustar uma velocidade do extrusor com base em um resultado da comparação.

[008] Em uma ou mais modalidades, a velocidade baixa ou avelocidade alta é mudada ou desviada para cima ou para baixo por um incremento, assim gerando uma nova velocidade baixa ou uma nova velocidade alta. Em uma modalidade relacionada, ambas a velocidade baixa e a velocidade alta são mudadas na mesma direção, desviando assim o intervalo de extrusor inteiro por um incremento.

[009] Pode, em uma ou em várias modalidades, ser preferíveladquirir um valor para a mudança posicional real em uma maneira intermitente, de modo sugestivo no mesmo tempo em cada ciclo de injeção, de modo que os valores sejam comparáveis. A mudança posicional real pode então ser adquirida através da comparação de valores para medição adjacente de uma posição do acumulador.

[0010] A medição não necessariamente tem de ser executada em cada ciclo de injeção, ela pode, ao invés disso, ser realizada a cada segundo, terceiro, quarto... etc ciclo.

[0011] De acordo com uma ou mais modalidades, o tempo específico é selecionado no intervalo entre o dispositivo de injeção ser enchido e o início da injeção que é um tempo em que, por exemplo, as variações de pressão no sistema não são muito significativas.

[0012] Ao invés de meramente mudar (ou desviar) o intervalo de velocidade para cima ou para baixo, uma largura real do intervalo pode ser ajustada de modo a alcançar um tempo de ciclo de acumulador predeterminado. Isto vai ser descrito mais especificamente na descrição detalhada.

[0013] De acordo com um outro conceito, a descrição se refere a uma unidade de controle para um sistema de moldagem por injeção, caracterizada pelo fato de que é configurada para realizar o método como definido em uma ou mais das modalidades descritas.

[0014] De acordo ainda com um outro aspecto, a descrição se refere a um sistema de moldagem por injeção incorporando uma unidade de controle configurada para realizar o método de acordo com uma ou mais das modalidades descritas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] Fig. 1 é uma vista esquemática de um sistema de moldagem por injeção.

[0016] Figs. 2A-C são gráficos esquemáticos ilustrando o volume dentro do acumulador como uma função do tempo.

[0017] Fig. 3 é um calendário de fluxos ilustrando um método de acordo com uma modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0018] Fig. 1 ilustra um sistema de moldagem por injeção. Em 100, é mostrado um extrusor sendo alimentado grânulos e provendo um fluo contínuo de fundição para um acumulador 102, que por sua vez alimenta um injetor 104 tendo um cilindro de injeção 106. O injetor injeta uma fundição em um molde 108. O volume do cilindro de injeção 106 é adaptado para um volume requerido para encher o molde 108. Assim, o cilindro de injeção é esvaziado completamente em um curso de injeção, e é depois disso reenchido a partir do acumulador 102. Todos os componentes do sistema de moldagem por injeção são desenhados esquematicamente e têm pouco em comum com o projeto de componentes reais. O volume do cilindro de injeção 106 é, de fato, menor que a capacidade volumétrica do acumulador 102 e à medida em que o acumulador 102 é continuamente alimentado pelo extrusor 100, o trabalho do cilindro de injeção vai causar meramente ondulações no gráfico mostrando o volume de fundição presente no acumulador.

[0019] A alimentação de grânulos 110 ao extrusor pode tipicamente ser acionada por gravitação, tal que os grânulos de plástico caem dentro do extrusor. Para o acionamento do parafuso de extrusor 112, uso pode ser feito de um motor de CA 114, tipicamente frequência controlada, ainda que hajam outras alternativas, tais como extrusores acionados por servomotor ou motor hidráulico. O acumulador pode ser acionado por um cilindro pneumático 116, ou por outros meios. O injetor real pode adequadamente ser acionado por um cilindro acionado hidraulicamente 118, mas também meios de acionamento alternativos tendo um desempenho similar também podem ser usados. A fabricação dos parafusos de extrusor é uma técnica própria, e cada parafuso tem um desempenho individual para ser representado.

[0020] Em uma operação de estado estável, o comportamento do sistema vai ser bastante previsível, e sob tais condições seria bastante dizer que o acumulador poderia reter o volume do injetor e a quantidade de plástico alimentado para fora do extrusor enquanto o injetor está em curso de injeção, isto é, o acumulador poderia ter um volume sendo grosseiramente duas vezes aquele do cilindro de injeção 106. Com "operação de estado estável", queremos dizer que o injetor injeta plástico em moldes em uma taxa bem definida e constante, fazendo com que a operação do sistema seja bastante previsível. Em um caso prático, no entanto, vai haver variações na velocidade do injetor, a mais drástica sendo se a produção parar repentinamente ou, no contexto da técnica sendo aplicado a uma série de recipiente de acondicionamento, se embalagens perdidas criarem um espaço de tempo entre injeções. Se isto acontecer, o extrusor 100 vai parar de operar quando o acumulador estiver cheio até um certo nível, ainda mesmo se o extrusor parar a alimentação de plástico fora do extrusor vai continuar por um tempo mais longo. Por esta e outras razões, o volume do acumulador é consideravelmente maior que o volume do cilindro de injeção. Isto poderia resultar no fato de que na operação de estado estável, o acumulador está apenas usando uma parte muito pequena de um curso completo, por exemplo, estando aproximadamente um quarto cheio e apenas oscilando levemente em torno daquela posição como uma consequência da operação do injetor e alimentação do extrusor. Tal operação não é, no entanto, desejada uma vez que pode afetar a qualidade do plástico no acumulador, por exemplo, em que porções da fundição permanecem no acumulador por um longo tempo, resultando na queima e degradação do plástico. Os resíduos queimados e degradados podem em si mesmos resultar em problemas de qualidade no item produzido, e pode também resultar no fato de que o plástico queimado articula o movimento do acumulador quando o mesmo realmente necessita utilizar outras partes do curso.

[0021] Pode, portanto, ser vantajoso se o acumulador for permitido trabalhar uma grande porção de seu curso máximo, uma vez que reduz o risco de fenômenos indesejados na fundição de plástico. Por esta razão, a velocidade o extrusor 100 pode ser levemente variada, por exemplo, pelo extrusor tendo uma alta velocidade e uma baixa velocidade. Na velocidade alta, o extrusor 100 enche o acumulador 102 a uma taxa mais alta que a taxa na qual o injetor 104 injeta a fundição no molde. O resultado desejado é que a quantidade de plástico fundido no acumulador 102 vai gradualmente aumentar até que alcance uma posição máxima, por exemplo, de 50 a 60% de sua capacidade volumétrica máxima. Uma razão para não estabelecer a posição máxima em, por exemplo, 90% da capacidade volumétrica máxima é sempre ter espaço para uma parada inesperada. A posição pode ser medida por um sensor (ver indicação na Fig. 1). Neste ponto, o extrusor 100 pode ser mudado para a velocidade baixa. Quando operado na velocidade baixa, o extrusor 100 vai alimentar o acumulador 102 a uma taxa menor que a taxa na qual o injetor 104 vai injetar a fundição no molde. O resultado desejado na velocidade baixa é que a quantidade de plástico no acumulador vai gradualmente ser reduzida até que o acumulador alcance uma posição mínima, por exemplo, 20% de sua capacidade volumétrica como medida por um sensor (ver indicação na Fig. 1). O uso de um sistema de controle binário tendo uma velocidade alta e uma velocidade baixa pode ser suficiente quando lida com um único composto de plástico para um extrusor em particular onde a velocidade alta e a velocidade baixa foram deduzidas empiricamente.

[0022] Quando o algoritmo de controle acima está trabalhando apropriadamente, um gráfico como mostrado na Fig. 2A deve ser o resultado quando se define a posição do acumulador como uma função de tempo. Começando a formar uma velocidade de estado estável deduzida empiricamente, a velocidade baixa e a velocidade alta são posicionadas em distâncias iguais da velocidade de estado estável. No gráfico, a linha pontilhada indica a posição principal do acumulador (isto é, o volume do acumulador ocupado pela fundição), e assim a curva em zigue-zague formada indica o que pode ser referido como o ciclo do acumulador. A curva oscilante sobreposta ilustra as variações em pequena escala na posição causadas pela transferência intermitente de fundição do acumulador para o injetor, isto é, o ciclo de injetor. No gráfico da Fig. 2A, o primeiro segmento corresponde ao extrusor funcionando na velocidade alta, enchendo assim o acumulador, e no segundo segmento a velocidade mudou para a velocidade baixa e o acumulador começa a ser esvaziado. Depois disso, o comportamento se repete de moco cíclico. O tempo do ciclo pode variar entre sistemas, ainda assim para a presente aplicação, um tempo de ciclo de cerca de um minuto pode ser aplicável para o acumulador. Por propósitos práticos, "metade de um ciclo de acumulador" e parâmetros similares podem se referir à distância (em tempo ou espaço) entre dois pontos de críticos para o acumulador. A partir do gráfico da Fig. 2B, fica evidente que a extensão da metade do ciclo do acumulador pode variar, ainda assim pode ser preferido que o meio ciclo entre um ponto crítico superior e um ponto crítico inferior subsequente seja de extensão similar à metade do ciclo entre um ponto crítico inferior e um ponto crítico superior subsequente, os dois formando um ciclo de acumulador completo.

[0023] Se a situação mudar, por exemplo, um novo composto de plástico for usado ou se as propriedades dos grânulos de plástico variarem, há chances de que a velocidade alta e velocidade baixa, embora cubram o pequeno intervalo, sejam desviadas para um intervalo de velocidade ideal. Em outras palavras, a velocidade de estado estável mudou. A razão poderia ser que o plástico vai ser comportar de modo diferente dentro do extrusor, que o plástico tem diferentes propriedades em termos de densidade, viscosidade, temperatura, etc. Não importa quais razões, no entanto, possíveis efeitos são mostrados nas Fig. 2B e Fig. 2C. Na Fig. 2B, o intervalo de velocidade foi mudado para baixo, fazendo com que a velocidade alta esteja muito próxima da velocidade e estado estável, e a velocidade baixa muito distante da velocidade de estado estável. Na Fig. 2C, o gráfico ilustra uma situação onde as velocidades foram mudadas para cima, ao invés disso. A grande diferença na inclinação indica maiores diferenças de pressão em uma situação de alta velocidade, se comparada a uma situação de velocidade baixa, e uma vez que as diferenças de pressão geram diferenças na quantidade de plástico injetado, a aparência é indesejável. Um caso ainda pior seria quando o intervalo de velocidade não inclui nem a velocidade de estado estável. Em tal situação, o acumulador poderia passar a posição máxima ou mínima, o que dispararia uma paragem da máquina ou pelo menos uma pequena parada do extrusor. Uma paragem da máquina causa perda de produção, uma parada do extrusor pode causar defeitos no produto, o que vai aumentar o desperdício.

[0024] Na presente descrição, um método de controle é provido. O método de controle permite que as mudanças acima ocorram sem levar a efeitos prejudiciais. No método de controle, a posição do acumulador é medida em um ponto específico, a cada ciclo de injeção, a cada dois ciclos de injeção, uma vez a cada três ciclos de injeção, ou o que for considerado mais apropriado. O ciclo de injeção se refere à operação cíclica do injetor, e um ciclo completo pode ser expresso como 360°. O ciclo de injeção inteiro é monitorado por um sistema de automação e, portanto, é possível extrair a posição do acumulador a qualquer instante do ciclo de injeção. O ciclo de injeção é visível nas Figs. 2A-C como as pequenas oscilações na curva. Olhando para a operação do injetor, o mesmo injeta a fundição rapidamente e então é reenchido. Após ser reenchido, ele aguarda por frações de um segundo antes de repetir a injeção. Verificou-se que um tempo adequado para adquirir um valor confiável para a posição do acumulador é durante este período de espera, e que então iria corresponder ao "ponto específico" como definido acima. É, no entanto, possível adquirir um valor da posição em qualquer tempo durante o ciclo de injeção e a presente descrição não deve ser limitada neste aspecto.

[0025] Sabendo o tempo de ciclo desejado para o acumulador (não o ciclo de injeção, mas o ciclo de acumulador mais longo no qual ele percorre entre uma posição máxima e uma posição mínima, que no exemplo acima foi na ordem de um minuto) é possível prever quanto a posição do acumulador deve mudar entre medições consecutivas. O parâmetro previsto vai ser denotado ΔPOSPREV, e a mudança como realmente medida vai ser denotada ΔPOSREAL. De acordo com o método de controle, a mudança na posição do acumulador como medida é comparada à mudança na posição do acumulador como prevista. Se o valor for diferente, ação apropriada é tomada. A Figura 3 ilustra uma modalidade de tal método de controle. Uma vez que há várias alternativas, a Fig. 3 de fato exemplifica várias modalidades.

[0026] Na etapa 302, uma leitura da posição real do acumulador é comparada com uma leitura anterior da posição do acumulador, uma diferença é calculada e mudança resultante real na posição do acumulador ΔPOSREAL é comparada a uma mudança prevista na posição do acumulador ΔPOSPREV. Há, de fato, várias formas de realmente fazer a comparação, e a pessoa versada na técnica estudando a presente invenção vai perceber isto, o problema básico sendo comparar uma mudança de posição real com uma mudança de posição prevista ou desejada.

[0027] Vamos voltar para a etapa 304 após descrever o restante do método.

[0028] Na etapa 308, é determinado se ΔPOSREAL é menor que ou maior que ΔPOSPREV. Se for menor, uma ação adequada é tomada na etapa 310. Uma ação adequada na etapa 310 pode ser aumentar a velocidade do extrusor com um incremento. Uma outra ação adequada pode ser mudar o intervalo de velocidade inteiro do extrusor, como definido pela velocidade baixa e pela velocidade alta, para cima por um incremento. Estas duas ações podem ser tomadas de uma vez para cuidar de um problema imediato e para fazer uma mudança por um tempo maior ao mesmo tempo. Se a mudança posicional real for maior que a mudança posicional prevista ou esperada, uma ação adequada por ser tomada na etapa 312. Uma ação adequada na etapa 312 pode ser diminuir a velocidade do extrusor por um incremento, mudar o intervalo de velocidade inteiro para baixo por um incremento, fazer ambas as mudanças, ou não fazer qualquer ação. Ambas a etapa 310 e a etapa 312 levam de volta à etapa 302.

[0029] De volta à etapa 304; nesta etapa, é determinado se o acumulador está dentro do intervalo de movimento ou não. Há uma posição máxima que não deve ser excedida. Esta posição máxima é definida para permitir que o acumulador receba fundição do extrusor por um tempo curto em uma situação após o extrusor ter parado devido ao processo a jusante (a moldagem por injeção) ter sido interrompido. Há também uma posição mínima evitando que o acumular fique seco de fundição. Para propósitos da presente descrição, as posições reais são menos relevantes, embora as configurações reais vão disparar a mudança da velocidade baixa para a velocidade alta e vice-versa. Além das posições máxima/mínima, há também posições de paragem. As posições de paragem ficam fora do intervalo definido pelas posições máxima e mínima, respectivamente. Quando o acumulador alcança estas posições, é uma indicação de que há um problema mais significativo, e dependendo da natureza do evento, as partes do sistema vão ser desligadas. Se a posição de paragem máxima for alcançada, o extrusor vai parar, e se uma posição mínima for alcançada, o processo a jusante e incluindo o acumulador podem ser interrompidos.

[0030] Se a posição do acumulador estiver fora de seu intervalo de movimento, como definido pela posição máxima e pela posição mínima, o método entra na etapa 306 para ação adequada. Uma ação adequada na etapa 306 pode ser mudar a velocidade do extrusor de alta para baixa ou de baixa para alta dependendo da situação, isto é, dependendo se a posição máxima ou a posição mínima foi alcançada. Quando se muda as velocidades, o que é feito em o que pode ser referido como pontos críticos, a mudança é preferivelmente comutada em uma maneira binária da extremidade do intervalo de velocidade definida pela velocidade mais alta/ mais baixa para a outra extremidade do intervalo definida pela velocidade mais baixa/ mais alta. Até o ponto crítico, a velocidade e/ ou o intervalo inteiro foi regulado pelo método de controle, e assume-se que quando a velocidade está alcançando o ponto crítico corresponde a uma velocidade ideal para obter o melhor padrão de movimento para o acumulador. A velocidade vai então mudar para a velocidade ideal na outra extremidade do intervalo. Se este não for o caso, o método de controle vai ajustar a velocidade de acordo.

[0031] As modalidades anteriores descreveram a otimização da posição para um intervalo de velocidade de extrusor onde a extensão do intervalo é conhecida ou pré-estabelecida. Isto pode frequentemente ser suficiente, de modo que o intervalo tenha sido definido em dados empíricos. Em uma modalidade adicional, uma etapa de otimização do intervalo de velocidade pode ser incluída. Nesta etapa, as velocidades reais nos pontos críticos podem ser usadas como entrada e podem ser correlacionadas, por exemplo, ao tempo de ciclo real para a posição do acumulador. Em uma outra modalidade, a única entrada é o tempo de ciclo real para a posição do acumulador, e ainda em outras modalidades, o tempo para a metade de um ciclo pode ser utilizado. Se o tempo de ciclo for mais curto que um tempo de ciclo desejado, o intervalo de velocidade pode ser diminuído por um incremento, resultando em uma velocidade alta diminuída e uma velocidade baixa aumentada, e se o tempo de ciclo for mais longo que um tempo de ciclo desejado, o intervalo de velocidade pode ser aumentado por um incremento. De acordo com estas e modalidades similares, a mudança de velocidade no ponto crítico pode ser ainda mais bem-sucedida para encontrar a velocidade correta de uma vez.

[0032] Ainda em outra modalidade, o método de controle é simplificado a um nível rudimentar, que ainda é similar às modalidades descritas aqui até agora. Nesta modalidade, a largura do intervalo de velocidade é definida antes, e o extrusor, e o resto do sistema é controlado por um período de tempo específico, por exemplo, 10 minutos, usando qualquer modalidade descrita na presente especificação. Após aquele período de tempo específico, uma velocidade principal de extrusor é calculada e o intervalo de velocidade é centrado em torno daquela velocidade principal de extrusor. Subsequentemente, o método de controle elaborado é desativado e é condensado em comutação entre a velocidade baixa e a velocidade alta como definidas durante o período de tempo especificado. Em uma modalidade relacionada, descrever um modo de operação que pode ser aplicado a qualquer ou a todas as modalidades, o método de controle vai após o período de tempo especificado (tal como 5 minutos, 10 minutos, ou qualquer período de tempo limitado adequado) vai usar a velocidade principal de extrusor como patamar de velocidade para método de controle subsequente. Em um caso prático, isto poderia significar que após o período de tempo especificado, a velocidade principal do extrusor é definida para 0 (como em 0 desvio de uma velocidade principal). A velocidade alta pode então ser definida para +4 (4 unidades acima da velocidade principal, por exemplo, 4 Hz acima da frequência de acionamento) e a velocidade baixa pode ser definida para -4 (4 unidade abaixo da velocidade principal). Pode também ser pré-definido um limite de alcance, por exemplo, que a velocidade pode não variar mais que +/8 unidades da velocidade principal. O limite de alcance pode ser uma característica separada que também pode ser usada em todas as modalidades, tendo o propósito de fazer o algoritmo de controle chegar na velocidade principal correta mais rapidamente e de reduzir o risco do algoritmo de controle reagir de uma maneira indesejada a eventos além de seu controle real. Exemplificando o último com um exemplo simples: Se houver um bloqueio no fluxo de grânulo a montante do acumulador, o algoritmo poderia instruir o extrusor a aumentar a velocidade um incremento por um. Se o alcance de velocidade não foi adotado (ou outro parâmetro de limitação), ele continuaria a fazer o mesmo, consequentemente isto poderia alcançar velocidades bastante altas. Uma vez que o bloqueio é liberado (ou alguém adiciona mais grânulos no evento em que a razão é a falta de grânulos a montante do extrusor) a velocidade não estaria muito distante do alcance preferido.

[0033] Voltando a um aspecto mais geral; à medida em que a velocidade é mudada, uma outra ação adequada pode ser inabilitar o circuito de controle por um número definido de ciclos de injeção, antes de ser reiniciado. Isto pode ser feito para permitir que a nova situação se estabilize, e basicamente só se aplica em pontos críticos.

[0034] Quando usado, o método de controle descrito de acordo com qualquer modalidade do mesmo vaio essencialmente centrar a velocidade de estado estável do extrusor entre a velocidade alta do extrusor e a velocidade baixa do extrusor, de modo que o acumulador vai ser exercitado sobre um intervalo predeterminado de movimento em uma maneira cíclica predeterminada. O método de controle vai levar em consideração as mudanças no comportamento de alimentação do extrusor para o acumulador, independente da razão. Isto vai ter o efeito de que a pressão do plástico no sistema vai se tornar mais estável, o que leva ao fato de que a quantidade definida de plástico que deve ser injetada pelo injetor todas as vezes vai ser mais precisa, para benefício do desempenho do sistema. Em um sistema de bom funcionamento, mudanças no comportamento podem ser um efeito de uma mudança no composto de plástico alimentado ao extrusor, que vai ser automaticamente considerado pelo método de controle descrito. Desgaste normal dos componentes também pode afetar a alimentação de plástico, e isto também é considerado pelo método de controle descrito. O uso de um método de controle de acordo com a presente descrição pode resultar no fato de que o ponto crítico no ciclo de extrusor varia com menos de 20% (para cima ou para baixo) da metade do ciclo do extrusor, isto é, que o ponto crítico ocorre em um intervalo de 30 a 70% de um ciclo de extrusor completo, isto também pode variar por 15%, 10%, 5% ou até tão pouco quando 1-2%.

[0035] O parafuso de extrusor pode ser acionado por um motor de CA. Em tal caso, mudanças incrementais na velocidade do extrusor podem ser efetuadas pela alteração da potência de acionamento por incrementos de 1 Hz. Há outros tipos óbvios de sistemas de acionamento que podem ser controlados de outras maneiras.

[0036] Um método e um sistema de acordo com a presente descrição podem ser usado para várias aplicações de moldagem por injeção, um exemplo sendo moldagem por injeção de componentes usados em conexão para recipientes de acondicionamento. Um recipiente de acondicionamento inteiro pode ser moldado por injeção (tal como garrafa de plástico), uma porção de um recipiente de acondicionamento pode ser moldada por injeção (tal como o topo plástico de uma "garrafa de papelão"), ou uma parte de um recipiente de acondicionamento pode ser moldada por injeção (tal como um dispositivo de abertura). Para recipiente de acondicionamento do tipo "garrafa de papelão", dois exemplos existem no recipiente de acondicionamento Tetra Top® e o recipiente de acondicionamento Tetra Evero Aseptic® providos pelo atual requerente. Para estes recipientes de acondicionamento, um topo de plástico, com ou sem um dispositivo de abertura, é moldado em uma luva feita de laminado de acondicionamento. O laminado de acondicionamento pode ter um núcleo de material de papel ou outro material fibroso, tal como papelão provendo rigidez ao recipiente de acondicionamento, e laminado no mesmo um número de camadas adicionais de, por exemplo, poliamida, polietileno, alumínio, etc., provendo propriedades de barreira procuradas. Características comuns de componentes de plástico moldados usados para recipientes de acondicionamento são que elas devem entregar um desempenho com o mínimo custo possível (o mínimo de material plástico deve ser preferivelmente usado), uma vez que bilhões de embalagens são fabricadas a cada ano. Quando o recipiente de acondicionamento contém alimento, o desempenho dos componentes de plástico moldados pode ser particularmente delicado, uma vez que qualquer falha no desempenho pode afetar o produto contido de uma maneira negativa. A moldagem pode injeção tem de ser rápida, a taxa de ciclo sendo de cerca de 5000 a 15000 recipientes de acondicionamento por hora, e o componente plástico moldado pode ser fino para permitir tempos de resfriamento curtos (e um consumo baixo de plástico). Contudo, para moldagem por injeção realizada na indústria alimentícia, há pouca aceitação de erros por necessidade, enquanto ao mesmo tempo, a margem para resultados bem sucedidos é limitada por, às vezes, problemas de contradição tais como desempenho, custo, impacto ambiental, etc. Neste contexto, a presente aplicação não descreve uma solução para todos os problemas, mas ainda assim, a contribuição feita vai constituir uma melhoria significativa permitindo boa afinação adicional de um processo de moldagem por injeção e provendo um resultado estável e confiável.

[0037] Do ponto de automação, pode haver várias maneiras de habilitar o método de controle como descrito aqui. Sem entrar em muitos detalhes, e como forma de exemplo apenas, o acumulador pode ser equipado com um sensor de posição análogo e o extrusor pode ser acionado por um inversor de frequência ou um servo de velocidade. O tempo de ciclo de máquina entre injeções pode ser preferivelmente constante de modo que a posição do acumulador possa ser registrada ao mesmo tempo dentro do tempo de ciclo de máquina todas as vezes. O algoritmo de controle pode ser criado em mais ou menos qualquer uma das línguas de programação IEC61131-3. Um tempo de amostra para o algoritmo pode ser tão longo quanto 50 ms sem qualquer problema. Hardware para realizar o método de controle em uma unidade de controle em uma situação real pode ser otimizado para um ambiente particular, mas de qualquer forma de estar prontamente disponível.

Claims

1. Método de controle para um sistema de moldagem por injeção tendo um extrusor (100), alimentando material continuamente a um acumulador (102), formando porção material de modo intermitente a um dispositivo de injeção (104), em que o método de controle é configurado para acionar o extrusor (100) a uma velocidade alta ou a uma velocidade baixa respectivamente, a velocidade alta e a velocidade baixa definindo um intervalo de velocidade de extrusor, o método caracterizado pelo fato de que compreendeadquirir um valor para uma mudança posicional real para o acumulador (ΔPOSREAL),comparar (302) o valor para a mudança posicional real (ΔPOSREAL) com um valor previsto para a mudança posicional (ΔPOSPREV), ajustar (310, 312) uma velocidade do extrusor com base em um resultado da comparação.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que mudar (306) a velocidade baixa ou a velocidade alta por um incremento gerando assim uma nova velocidade baixa ou uma nova velocidade alta.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende mudar o intervalo de velocidade do extrusor por um incremento, mudando assim ambas a velocidade baixa e a velocidade alta por um incremento, gerando assim uma nova velocidade baixa e uma nova velocidade alta e um novo intervalo de velocidade de extrusor.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende adquirir o valor da mudança posicional real de modo intermitente.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a aquisição é realizada em um tempo específico durante um ciclo de injeção a cada enésimo, em que n é um número inteiro entre 1 e o número de ciclos de injeção durante metade do ciclo do acumulador.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o tempo específico é encontrado no intervalo entre o dispositivo de injeção (104) sendo enchido e o início da injeção.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende adquirir um valor para a posição real do acumulador (102) e mudar de modo seletivo a velocidade baixa para a velocidade alta ou vice-versa se a posição real do acumulador (102) está fora de um intervalo posicional predeterminado.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende ajustar uma largura do intervalo de velocidade de extrusor para alcançar um tempo de ciclo de acumulador predeterminado.