CN102205622A - 树脂挤出机的启动控制方法和启动控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种树脂挤出机的启动控制方法。这种树脂挤出机通过旋转螺杆将供应的树脂材料作为熔融树脂挤出至模具。在开启树脂挤出机时，以比目标供应量要小的低供应量供应树脂材料并且以比目标旋转频率要小的低旋转频率旋转螺杆。树脂材料的供应量和螺杆的旋转频率逐渐增大。在过去了设定的启动时间之后，将树脂材料的供应量带至目标供应量并将螺杆的旋转频率带至目标旋转频率。

Description

树脂挤出机的启动控制方法和启动控制设备

2010年3月30日申请的日本专利申请No.2010-076526的公开包括说明书、附图和权利要求书整体地通过参考结合于此。

技术领域

本发明涉及一种从树脂挤出机启动时从开启至设定挤出状态下的控制方法，以及用于实施这种启动控制方法的启动控制设备。

背景技术

作为树脂挤出机，有一种使用螺杆的旋转在对供应的树脂材料进行加热的同时进行揉捏和压缩从而将熔融树脂朝着模具挤出的挤出机。

例如，如专利文献1所公开的那样，已知一种树脂挤出机，其适合于使得螺杆轴可旋转地设置于筒体内，筒体设置有供应段和加热板，从供应段供应的树脂材料在使用螺杆轴的旋转进行加热的同时进行揉捏和压缩，熔融树脂从接口朝着模具挤出。

在前述树脂挤出机中，已知熔融树脂的排出量(每单位时间的排出量)由树脂材料的供应量(每单位时间的供应量)决定，并且熔融树脂的树脂压力(模具内的压力)由螺杆的旋转频率(转速)(rpm)决定。

另外，在前述树脂挤出机中，在暂停时，树脂挤出机内的树脂例如可能会退化。因而，在开启挤出时，将树脂挤出机内的树脂移除以使得树脂挤出机的内部排空。

另外，树脂挤出机的熔融树脂的目标排出量根据待挤出模塑的树脂模塑件基于经验确定，即模具、树脂材料供应量根据目标排出量设定，并且螺杆的目标旋转频率设定为使得熔融树脂的树脂压力不超过许可值。

如上所述，当在树脂挤出机内部被排空的状态下开启挤出时，如果树脂材料的供应量设定于与目标排出量相应的值，并且螺杆在目标旋转频率下开启，出现的问题在于树脂压力不稳定，并且树脂挤出机和模具的负荷增大超过许可值。因而，通常，在操作者检查树脂压力时，树脂材料的供应量和螺杆的旋转频率从较低状态以步进的方式手动地增大，并且启动被执行至目标供应量和目标旋转频率与目标排出量相应的预定挤出状态。

专利文献1：JP-A-8-66956

如上所述，在其中树脂材料的供应量和螺杆的旋转频率以步进的方式增大以获得与目标排出量相应的目标供应量和目标旋转频率的启动控制中，达到目标供应量和目标旋转频率的时间，即直到获得预定挤出状态的启动时间，变长。

于是，挤出工作效率变差，并且没有成为模塑件的熔融树脂的浪费量(被浪费的熔融树脂的量)增大。

而且，由于启动控制由操作者手动地控制，就需要操作者的技能，熔融树脂的树脂压力不稳定，树脂挤出机和模具的负荷较大，并且不能执行稳定的启动。

发明内容

因此，本发明至少一个实施例的目标是提供一种能在短时间内自动实现启动的树脂挤出机的启动控制方法和树脂挤出机的启动控制设备。

为了实现上述目标，根据本发明的实施例的一个方面，提供了一种通过旋转螺杆2将供应的树脂材料作为熔融树脂挤出至模具4的树脂挤出机1的启动控制方法，该启动控制方法包括：在开启树脂挤出机时以比目标供应量要小的低供应量供应树脂材料并以比目标旋转频率要小的低旋转频率旋转螺杆2；逐渐增大树脂材料的供应量和螺杆2的旋转频率；以及在过去设定启动时间之后将树脂材料的供应量带至目标供应量并将螺杆2的旋转频率带至目标旋转频率。

具有这种构造，在将树脂挤出机1从暂停状态带入挤出状态时，树脂材料的供应量和螺杆2的旋转频率能在短时间内自动地设置于目标供应量和目标旋转频率。

于是，启动能在短时间内自动执行，挤出工作效率能提高，并且不会成为模塑件的熔融树脂的浪费量能减小，无需操作者技能，并且能执行稳定的启动控制。

这种启动控制方法还包括将待附接至树脂挤出机1的模具4的模具号码；以及在用模具4执行挤出模塑时的树脂材料的目标供应量、螺杆2的目标旋转频率、开启时的低供应量、开启时的低旋转频率和启动时间输入至控制器20，其中控制器20控制树脂材料的供应量和螺杆2的旋转频率。

具有这种构造，树脂挤出机1的启动能通过将模具号码、目标供应量、目标旋转频率、低供应量、低旋转频率和启动时间输入至控制器20而控制于设定状态下。

在这种启动控制方法中，在将树脂材料的供应量逐渐增大至目标供应量和将螺杆2的旋转频率逐渐增大至目标旋转频率时，如果树脂压力超过许可值则螺杆2的旋转频率停止增大。

具有这种构造，能防止树脂压力超过许可值以及树脂挤出机1和模具的负荷增大。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种启动控制设备，其包括：树脂挤出机1，其包括由马达5旋转的螺杆2以及树脂材料的装料段3，该树脂挤出机将熔融树脂挤出至模具4；将树脂材料供应至装料段3的材料供应设备10；以及控制器20，其将控制指令输出至马达5和材料供应设备10的材料供应段12以控制树脂材料的供应量和螺杆2的旋转频率，其中控制器20设有输入段30，其输入树脂材料的目标供应量、螺杆2的目标旋转频率、开启时的低供应量、开启时的低旋转频率和启动时间。

具有这种构造，在将树脂挤出机1从暂停状态带入挤出状态时，树脂材料的供应量和螺杆2的旋转频率能在短时间内自动地设置于目标供应量和目标旋转频率。

于是，启动能在短时间内自动执行，挤出工作效率能提高，并且不会成为模塑件的熔融树脂的浪费量能减小，无需操作者技能，并且能执行稳定的启动控制。

在这种启动控制设备中还可包括压力传感器7，其检测熔融树脂的树脂压力并将检测的树脂压力输入至控制器20，其中控制器20具有在将速度增大指令输出至马达5时如果树脂压力超过许可值则停止向马达5发送速度增大指令的功能。

具有这种构造，能防止在开启时树脂压力超过许可值以及树脂挤出机1和模具4的负荷增大。

附图说明

在附图中：

图1是示出本发明一个实施例的启动控制设备的解释图；并且

图2是示出树脂材料供应量和螺杆旋转频率的变化的图表。

具体实施方式

图1示出本发明的启动控制设备。树脂挤出机1包括螺杆2、树脂材料装料段3、加热器(未示出)等，并且在由加热器加热的同时通过螺杆2的旋转揉捏和压缩从装料段3供应的粉末树脂材料，从而将压缩的熔融树脂朝着模具4挤出。

螺杆2由马达5旋转地驱动。

模具4设有检测熔融树脂的温度的温度传感器6，以及检测熔融树脂的压力的压力传感器7。

树脂挤出机1的装料段3由材料供应设备10供应粉末树脂材料。

材料供应设备10包括容器11和材料供应段12，并且通过控制材料供应段12来增大和减小供应量。

作为材料供应段12，使用所谓的重量供给器。这个重量供给器能根据每单位时间要供应的重量来调节供应量。

马达5和材料供应段12由来自控制器(序列发生器)20的控制信号控制，以增大和降低螺杆2的旋转频率(转速)(rpm)和树脂材料的供应量(kg/h)。

温度传感器6的检测温度和压力传感器7的检测压力被输入控制器20。

挤出模塑条件由输入装置30输入控制器20。

挤出模塑条件是在树脂模塑件被挤出模塑时与熔融树脂的目标排出量相应的熔融树脂的目标供应量、螺杆的目标旋转频率、启动控制数据等。

排出量是通过螺杆2的旋转朝着模具4挤出并从模具4挤出到外面的量，并且供应量是从重量供给器供应至树脂挤出机1的量。

例如，挤出模塑条件是附接至树脂挤出机1的模具的模具号码、在使用模具挤出模塑时的树脂材料的目标供应量、螺杆的目标旋转频率、以及启动控制数据。

作为输入挤出模塑条件的方法，有很多方法，比如在执行模具替换时将模具号码、目标供应量、目标旋转频率和启动控制数据输入控制器20的方法，事先将多个挤出模塑条件输入至输入装置30并将模具号码输入至输入装置30、将与模具号码相应的目标供应量、目标旋转频率和启动控制数据输入控制器20的方法，事先将多个挤出模塑条件输入至控制器20并将模具号码从输入装置30输入从而选择与模具号码相应的目标供应量、目标旋转频率和启动控制数据的方法。

甚至在任何输入方法中，控制器20基于与待使用的模具相应的目标供应量、目标旋转频率和启动控制数据执行控制。

熔融树脂的目标排出量如上所述根据待挤出模塑的树脂模塑件(即待使用的模具)基于经验设定，并且树脂材料的目标供应量基于此设定。

螺杆的目标旋转频率基于目标排出量(目标供应量)和树脂压力设定。

如图2所示，启动控制数据具有在与低排出量相应的低供应量和更低旋转频率下开启的开启数据，以及从低供应量和低旋转频率开启至与目标排出量相应的目标供应量和目标旋转频率的启动数据。

启动控制数据中的开启数据的与低排出量相应的低供应量和低旋转频率显著低于与目标排出量相应的目标供应量和目标旋转频率，并且熔融树脂的树脂压力被设定为不超过许可值。

由于树脂材料的供应量从低供应量开启至目标供应量的启动时间，以及螺杆的旋转频率从低旋转频率开启至目标旋转频率的启动时间，根据树脂材料的性质、模具性质以及树脂挤出机的性质而不同，因此，最佳的启动时间根据经验确定，并且最佳的启动时间根据上述模具号码来设定。

在图2中，树脂材料的供应量用线A表示，并且螺杆的旋转频率用线B表示。

而且，A1部分和B1部分示出开启时的情况，A2部分和B2部分示出启动控制时的情况，并且A3部分和B3部分示出达到目标值时的情况。

另外，线C示出树脂压力。

接着，将描述本发明的启动控制方法。

暂停树脂挤出机1，并替换模具4。

被替换模具4的号码、树脂材料的目标供应量、螺杆的目标旋转频率、以及启动控制数据分别被输入控制器20。

启动控制数据如上所述是低供应量、低旋转频率和启动时间。

通过由开启装置31将开启信号输入至控制器20，控制器20将低速驱动信号输入马达5，从而低速地驱动马达5并以前述低旋转频率旋转螺杆2。

与此同时，控制器20将低供应量信号输入至材料供应段12，并且将前述低供应量的树脂材料供应至树脂挤出机1。

与此同时，在通过将电流施加至树脂挤出机1的加热器来执行加热时，树脂挤出机1的内部由熔融树脂填充。

也就是，在开启时(A1，B1)，本发明的启动控制方法以比目标供应量要小的低供应量将树脂材料供应至树脂挤出机1，并以比目标旋转频率要小的低旋转频率旋转螺杆2。

然后，如果树脂挤出机1的内部充满熔融树脂，树脂材料的供应量和螺杆的旋转频率逐渐增大以在设定启动时间达到具有目标供应量和目标旋转频率的挤出状态。

例如，当由温度传感器6检测的温度达到设定温度时，确定熔融树脂充满，并且控制器20输出速度增大指令至马达5，从而逐渐增大螺杆2的旋转频率，并将量增大指令输出至材料供应段12，从而逐渐增大树脂材料的供应量。

否则，可监控施加来旋转螺杆2的扭矩中的变化，并且可从这个变化确认树脂挤出机1内部是否充满熔融树脂。例如，扭矩中的变化也是通向用于旋转螺杆2的电动马达5的电流值中的变化，并且通过使用控制器20等监控电流值能看出熔融树脂已经充满。另外，螺杆2的旋转频率和树脂材料的供应量的逐渐增大意味着相对于水平轴上的时间逐渐增大。这种不断增大会增大，以便画出曲线，而不限于图2所示的逐渐增大的直线。在本发明中，在任何情况下，逐渐增大都不意味着相对于已过去时间的突然增大，(例如，在某一时间前后供应量具有较大差别的阶梯式增大)，而是连续增大。

在如上所述执行启动控制时，树脂压力从压力传感器7输入控制器20，并且在树脂压力达到预设许可值或更大时，控制器20停止将速度增大指令发送至马达5，以使得螺杆2的旋转频率不会增大。

从而，由于树脂压力没有长时间达到许可值或更大，树脂挤出机1和模具4未被损坏。

也就是，在控制器20将速度增大指令输出至马达5从而逐渐增大螺杆2的旋转频率时，如果输入的树脂压力超过许可值那么控制器作用来停止速度增大指令并维持此时螺杆2的旋转频率。

在启动控制中，设定目标供应量A3和目标旋转频率B3。为了将启动执行至设定值，采取低供应量A1和低旋转频率B1直到树脂挤出机1的内部从开启起充满熔融树脂为止。此时，相对于低供应量A1采取低旋转频率B1以防止在树脂可靠地熔融和充满时突然的压力被施加至模具4。然后，在熔融树脂已经填充后，重量供给器的供应量和螺杆的旋转频率由控制器20控制以达到目标供应量A3和目标旋转频率B3。在图2中，传感器7检测的树脂压力中的变化由线C表示。如图2所示，能看到，由于树脂压力在A1和A2之间以及B1和B2之间的边界点之前增大，挤出机1的内部充满熔融树脂。在本实施例中，为了可靠地获得充满状态，在树脂压力C增大开始过去预定时间之后执行启动控制。

在上述边界点之后，如供应量A2所示，供应量逐渐增大，并且由控制器20执行控制以使得旋转频率B2也增大。

此时，传感器7监控树脂压力是否低于设定许可值(不会达到许可值或更大)。在本实施例中，由于旋转频率随着供应量的增大而增大，如图2所示，树脂压力C能得到可靠地控制而不会突然增大。此时，从模具4的排出量也逐渐增大。

此后，在其中获得螺杆2的预定旋转频率和树脂材料的预定供应量的启动控制完成后，与模具4的形状相应的模塑件从模具4被挤出模塑。

当发送至马达5的速度增大指令停止时，除了在模具4中设置压力传感器7之外，在螺杆2的与模具4相对的一侧上设置负荷感知器。从而，能监控施加至螺杆2的反压，并且也能设定反压的许可值。

另外，温度传感器6除了检测熔融树脂的温度之外也能检测模具4的温度。而且，除了上述示例之外，螺杆2的旋转频率或树脂的供应量能通过由温度传感器6检测的温度而改变。例如，进行变化以使得，如果温度较低，就使得旋转频率较低以可靠地熔化树脂，或者如果温度较高，就使得旋转频率较高或使得温度较低以增大树脂的供应量。

Claims (5)

1.一种树脂挤出机的启动控制方法，该树脂挤出机通过旋转螺杆将供应的树脂材料作为熔融树脂挤出至模具，该启动控制方法包括：

在开启树脂挤出机时，以比目标供应量要小的低供应量供应树脂材料并且以比目标旋转频率要小的低旋转频率旋转螺杆；

逐渐增大树脂材料的供应量和螺杆的旋转频率；以及

在过去了设定的启动时间之后，将树脂材料的供应量带至目标供应量并且将螺杆的旋转频率带至目标旋转频率。

2.如权利要求1所述的启动控制方法，还包括将待附接至树脂挤出机的模具的模具号码，以及在用模具执行挤出模塑时的树脂材料的目标供应量、螺杆的目标旋转频率、开启时的低供应量、开启时的低旋转频率和启动时间输入至控制器，

其中控制器控制树脂材料的供应量和螺杆的旋转频率。

3.如权利要求1或2所述的启动控制方法，其中，在将树脂材料的供应量逐渐增大至目标供应量和将螺杆的旋转频率逐渐增大至目标旋转频率时，如果树脂压力超过许可值则螺杆的旋转频率停止增大。

4.一种启动控制设备，其包括：

树脂挤出机，其包括由马达旋转的螺杆以及树脂材料的装料段，该树脂挤出机将熔融树脂挤出至模具；

将树脂材料供应至装料段的材料供应设备；以及

控制器，其将控制指令输出至马达和材料供应设备的材料供应段，以控制树脂材料的供应量和螺杆的旋转频率，

其中控制器设有输入段，其输入树脂材料的目标供应量、螺杆的目标旋转频率、开启时的低供应量、开启时的低旋转频率和启动时间。

5.如权利要求4所述的启动控制设备，还包括压力传感器，其检测熔融树脂的树脂压力并将检测了的树脂压力输入至控制器，

其中控制器具有在将速度增大指令输出至马达时如果树脂压力超过许可值则停止向马达发送速度增大指令的功能。

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