CN103459120B - 辅助注入单元的闭环控制 - Google Patents

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Abstract

一种控制从辅助注入单元注入可模制材料的熔体流的开始的方法及设备。传感器置于注入模制系统中，以感测与由主注入单元提供的第一可模制材料的第一熔体流的注入相关的状态。来自于辅助注入单元的第二可模制材料的第二熔体流的开始在与第一熔体流的注入相关的感测状态被探测到处于预选择值时起动。感测的状态可为由直接传感器提供的第一熔体流的压力、速度或温度，由间接传感器提供的热流道构件上的力或应变，或由功能传感器提供的注入模制系统的功能的发生。

Description

辅助注入单元的闭环控制
技术领域
本发明大体上涉及注入模制系统，其具有用于共同注入或多种材料应用的辅助注入单元。更具体而言，本发明涉及辅助注入单元的闭环控制。
背景技术
注入模制领域中已知的是使用单个热流道注入模制喷嘴同时地或按顺序地将可模制材料的两股熔体流注入模腔中，这通常称为共同注入。第一可模制材料的第一熔体流可由可称为主注入单元的注入模制机提供，而第二可模制材料的第二熔体流可由辅助注入单元提供。第一熔体流和第二熔体流从其相应的注入单元给送到歧管的相应的单独的第一熔体通道或流道或第二熔体通道或流道，其同样与喷嘴的相应的单独的第一熔体通道和第二熔体通道流体连通，熔体流通过喷嘴被引送至模腔。
在共同注入模制操作期间，控制第一熔体流和第二熔体流分别进入模腔的流动是关键的，以便产生一致的多层部分。通常，已经提供了模制过程的开环控制，通过开环控制，信号等可通过主注入单元发送至辅助注入单元，信号等的接收触发由辅助注入单元开始注入第二熔体流。触发信号可编排成允许由主注入单元和辅助注入单元按顺序或同时注入第一熔体流和第二熔体流。开环控制的缺陷在于，其没有提供由主注入单元注入的第一熔体流的流动呈现的实际模制状态可影响由辅助注入单元注入的第二熔体流的流动的开始、速度和/或压力的机构。在没有辅助单元注入的此类实时闭环控制的情况下，可生产出的共同注入模制部分具有厚度不一致和/或相对定位不适当/非期望的层。
多种材料模制为另一类型的模制操作，其中主注入单元以及辅助注入单元用于供应制作产品所需的材料，所述产品如，牙刷，其具有由第一较硬材料制成的手柄和第二较软材料制成的抓握表面，以及汽车透镜，其具有形成透镜的主要部分的第一颜色部分，例如，透明材料，主要部分具有空隙，例如，淡黄色材料的第二颜色部分模制到空隙中。这些类型的多种材料模制应用可使用缩回芯，其称为"芯拉出"，以产生第二材料被注入的空隙。其它多种材料操作可使用具有多个模制站的旋转移动压板，当各个站与模具的静止部分接合时，压板将各种特征模制在单个产品上。此外，自旋叠层模制为执行多种材料包覆模制的另一种方式，其中叠层模具的中心块"翻转"或旋转来利用模具的静止部分接合中心块的不同面，以限定待模制的部分的不同特征。在各个多种材料应用中，第一可模制材料的第一熔体流可由注入模制机提供，而第二可模制材料的第二熔体流可由辅助注入单元提供，使得类似于上文所述的共同注入模制操作，控制第一熔体流和第二熔体流分别进入相应的模腔的流动是关键的，以便产生一致的多种材料或共同注入的模制部分。
因此，本领域中存在的需求在于一种注入模制系统，其提供来自于主注入单元的第一熔体流的状态的实时通信以提供来自于辅助注入单元的第二熔体流的同步注入或从属注入。
发明内容
本文的实施例针对一种用于控制来自于辅助注入单元的可模制材料的熔体流开始注入的方法及设备。在实施例中，传感器定位在注入模制系统中，以感测由主注入单元提供的第一可模制材料的第一熔体流的注入相关的状态。在与第一熔体流的注入相关的感测状态被探测到在预选择值下时，起动来自于辅助注入单元的第二可模制材料的第二熔体流的开始，其中感测状态可为由直接传感器提供的第一熔体流的压力、速度或温度、由间接传感器提供的热流道构件上的力或应变，或由功能传感器提供的注入模制系统的功能的发生。在本文的实施例中，当感测状态达到预选择值时，发送信号，信号直接地或通过时间延迟间接地开始来自于辅助注入单元的第二熔体流的注入。
附图说明
本发明的前述及其它特征和优点将从附图中示出的其实施例的以下描述中清楚。并入本文中且形成说明书的一部分的附图进一步用于阐释本发明的原理，且使本领域的技术人员能够制作和使用本发明。附图并未按比例。
图1为根据本文的实施例的具有辅助注入单元的闭环控制的共同注入模制系统的简图。
图2绘出了曲线图，示出根据本文的同时共同注入实施例的可由图1中的系统提供的随时间的来自于主注入单元的可模制材料的第一熔体流的注入的压力或速度与来自于辅助注入单元的可模制材料的第二熔体流的注入的压力或速度之间的关系。
图3绘出了曲线图，示出根据本文的按顺序共同注入实施例的可由图1中的系统提供的随时间的来自于主注入单元的可模制材料的第一熔体流的注入的压力或速度与来自于辅助注入单元的可模制材料的第二熔体流的注入的压力或速度之间的关系。
图4绘出了曲线图，示出根据本文的另一个同时共同注入实施例的可由图1中的系统提供的随时间的热流道构件上的来自于主注入单元的可模制材料的第一熔体流的注入的力/应变与来自于辅助注入单元的可模制材料的第二熔体流的注入的压力或速度之间的关系。
图5绘出了曲线图，示出根据本文的同时共同注入实施例的可由图1中的系统提供的在具有第二模制流的预置时间间隔反馈调整的时间内来自于主注入单元的可模制材料的第一熔体流的注入的压力或速度与来自于辅助注入单元的可模制材料的第二熔体流的注入的压力或速度之间的关系。
图6为根据本文的另一个实施例的具有辅助注入单元的闭环控制的多种材料注入模制系统的简图。
图7A至图7C绘出了由本文的实施例中描述的共同注入方法所模制的示例性预型件。
图8绘出了曲线图，示出根据本文的同时共同注入实施例的可由图1中的系统提供的具有注入阶段反馈调整的时间内来自于主注入单元的可模制材料的第一熔体流的注入的压力或速度与来自于辅助注入单元的可模制材料的第二熔体流的注入的压力或速度之间的关系。
具体实施方式
现在将参照附图来描述特定实施例。以下详细描述在性质上仅为示例性的，且并非旨在限制本发明或本发明的应用和使用。在以下描述中，"下游"参照了模具材料流从注入单元至注入模制系统的模腔的方向使用，且还参照了模具材料流从注入单元至模腔通过的其构件或特征的顺序来使用，而"上游"参照了相反的方向使用。尽管本文的实施例的描述是在热流道注入模制系统的共同注入和多种材料应用的背景下，但本发明还可在认为本发明有用的其它模制布置中使用。此外，并不旨在由前述技术领域、背景技术、发明内容或以下详细描述中存在的任何明示或暗示的理论界定。
图1为注入模制系统100的简图。注入模制系统100包括用于将来自于两个分立的熔体源S1,S2的熔体引送至形成在热部分101与冷部分103之间的一个或多个模腔106的热部分101。因此，注入模制系统100为共同注入系统，其包括用于将第一可模制材料S1的第一熔体流提供至模腔106的主注入单元104，以及用于将第二可模制材料S2的第二熔体流提供至模腔106的辅助注入单元102。根据本文的实施例，注入模制系统100包括如下文所述的辅助注入单元102的闭环控制。在实施例中，主注入单元104为注入模制机，而辅助注入单元102为联接到注入模制机或由其保持的模具上或设置在定位于机器旁边的落地支架上的辅助注入单元。在备选实施例中，根据其的注入模制系统包括多个辅助注入单元的闭环控制。
主注入单元104将第一熔体流给送到注入模制系统100的第一组热流道或熔体通道108中，其在第一入口107与热部分101内的模腔106的模具门109之间延伸。辅助注入单元102将第二熔体流给送到注入模制系统100的第二组热流道或熔体通道110中，其在第二入口111与热部分101内的模腔106的模具门109之间延伸。本领域的普通技术人员将理解的是，第一组热流道108和第二组热流道110为熔体通道，其可在各种热流道构件内延伸或由各种热流道构件限定，如，入口或注口衬套120,120'、一个或多个歧管如歧管122，以及热闸喷嘴或阀闸喷嘴，如热闸喷嘴124或阀闸喷嘴124'，且第一熔体流和第二熔体流中的各者均流过各种热流道构件来触到模腔106的近侧或模腔106内。尽管第一熔体通道108和第二熔体通道110的一部分示为在单个歧管122内延伸，但这是通过示范而非限制的方式。本领域的普通技术人员还将理解的是，为了简单起见，系统100示为仅具有两个模腔106，且更多或更少模腔106可定位成用以取决于制造的模制品的类型和数目接收由此提供的第一熔体流和第二熔体流，且基于系统100的实际注入模制系统可具有全热闸喷嘴124或全阀闸喷嘴124'，且可不具有如通过图1中的图示的方式绘出的各种中的一个或多个。
传感器114在注入模制系统100内使用，以允许主注入单元104与辅助注入单元102之间的闭环操作。在图1中所示的实施例中，传感器114在附接成靠近第一组流道108的第一入口107。传感器114为直接熔体流传感器，其安装成与第一熔体流直接接触，第一熔体流流过流道108以直接地监测流过其的熔体的状态。传感器114可选择为在熔体流流过第一组流道108时监测熔体流的状态，如第一熔体流的压力、温度或速度。在实施例中，传感器114为置于第一组热流道108内的压力传感器或速度传感器中的一者，以获得第一熔体流的相应的状态的直接读数，如，由主注入单元104注入的熔体的压力或速度。在另一个实施例中，传感器为置于第一组热流道108内的温度传感器，以获得第一熔体流的状态的直接读数，如由主注入单元104注入熔体造成熔体流过第一组热流道108时归因于熔体的剪切加热的温度的变化。在图1中，示为用于传感器114的地点大体上对应于沿相应的熔体入口或注口衬套120的熔体通道的位置。在图1中也示出的本文的备选实施例中，当第一熔体流在热部分101内流动时，传感器114可设置在沿第一熔体流的熔体通路的任何位置，以包括沿由传感器114a代表的歧管122的熔体通道，或由传感器114b代表的喷嘴124'的熔体通道。在另一个实施例中，直接熔体流传感器为分别位于芯板126或腔板128上的传感器114g,114g'中的一者，以便获得注入期间模腔106内的熔体的相应状态的直接读数。
在另一个实施例中，间接传感器如位于沿热流道构件的外表面的点处的测力计/应变仪，可在系统100中用于提供主注入单元104与辅助注入单元102之间的闭环操作。示为安装在歧管122上的传感器114d和示为安装在喷嘴124'上的传感器114e为间接传感器，因为它们设置在热流道构件(如，喷嘴、歧管或入口延伸部/注口衬套)的外表面上，以间接地探测第一熔体流的状态，其呈现为相应的热流道构件中的可测量的移动或变化。构件的可测量移动，其可为由于第一组流道108内的熔体的加压而出现的注入模制系统的微小变形或弯曲，为由间接传感器114d,114e探测的感测状态，其将间接地指示由主注入单元104注入的第一熔体流的状态，而不必直接地感测第一熔体流的状态。
在另一个实施例中，探测注入模制系统100内的功能的发生的设置在注入模制系统100内的功能传感器可用于提供主注入单元104与辅助注入单元102之间的闭环操作。功能传感器的实例包括与阀闸喷嘴124'相关联的阀销促动器位置传感器114f。位置传感器114f设置在系统100内，以在促动器在开启位置与闭合位置之间循环以控制由主注入单元104提供的第一熔体流流入模腔106中时，监测功能，如阀销促动器和随后的联接到其上的阀销130的活动。因此，由功能传感器114f探测到的感测状态可为阀销促动器至预选位置如开启位置或闭合位置的移动。
功能传感器的另一个实例包括安装在热部分101的热流道构件上或之间的测力计/应变仪，如，示为安装在邻近歧管122的注口衬套120上的传感器114c。传感器144c测量或感测与注口衬套120接触的机器喷嘴的力。图1中所示的传感器114c的地点可在某些注入模制应用中特别有益，其中主注入单元104的机器喷嘴/托架在各次注入循环之间从热流道入口107缩回。在另一个实施例中，传感器114c可安装在邻近入口107的注口衬套120上。这些类型的注入模制应用的实例包括模制薄壁物件和/或叠层模制。在此类应用中，当模具开启以便脱出部件时，机器喷嘴从入口107缩回，以使系统减压，以便从热闸喷嘴124流延的熔体最少化，且/或减轻了模具闭合期间热流道系统上的冲击。为了开始下一个注入循环，模具闭合，其中机器喷嘴与热流道入口107相接触，这是由功能传感器114c探测到的感测状态，且主注入单元104的注入循环开始。
如由传感器114,114a-114g,114g'代表的以上传感器地点中的各个将适于共同注入模制应用，如用于模制塑料瓶预型件(如模腔106中所示)的那些，其中存在由辅助注入单元102提供的隔层材料的中间层，其定位在由主注入单元104提供的表皮材料的内层与外层之间。
大体上，第一熔体流的注入通过主注入单元104开始，且流过第一组流道108的熔体的状态由传感器114, 114a, 114b, 114d, 114e, 114g, 114g'中的至少一者如上文所述那样监测(直接地或间接地)。此外，注入模制系统的一个或多个功能可改为由或同时由传感器114c和114f中的至少一者如上文所述那样监测。由传感器114-114g'中的一者连续监测注入模制系统100的熔体状态和/或功能允许辅助注入单元102实时从属于主注入单元104的实际输出。更具体而言，当达到第一熔体流的感测状态(直接或间接)的预选择值和/或注入模制系统的功能发生进行时，信号发送至辅助注入单元102的控制器150，以关于第一熔体流的实际时间、速度和/或压力开始第二熔体流的注入。在备选实施例中，在根据此的注入模制系统中，当达到第一熔体流的感测状态(直接或间接)的预选择值且/或注入模制系统的功能发生进行时，信号发送至相应的辅助注入单元102的多个控制器150，以关于第一熔体流的实际时间、速度和/或压力开始来自于其的相应熔体流的注入。
在实施例中，当达到第一熔体流的感测状态(直接或间接)的预选择值且/或注入模制系统的功能发生进行时，信号发送至控制器150，控制器150然后启动计时器152来将辅助注入单元102的第二熔体流注入延迟预设时间周期。由辅助注入单元102提供的第二熔体流的注入的开始与主注入单元104的第一熔体流的感测状态的从属确保了第二熔体流的启动相关于第一熔体流的实际时间、速度和/或压力。
图2为示出根据本文的同时共同注入实施例的图1中的系统1可提供的时间"T"上来自于主注入单元104("Inj P")的可模制材料的第一熔体流的压力"P"或速度"V"与来自于辅助注入单元102("Inj A")的可模制材料的第二熔体流的压力"P"或速度"V"之间的关系的图表。其它实施例的特征和方面可相应地结合当前实施例使用。在该实施例中，当Inj P达到由直接传感器114, 114a, 114b, 114g, 114g'中的一者感测到的预选压力值Ps或预选速度值Vs时，信号将提供至辅助注入单元102的控制器150来启动Inj A。时间周期"T1"的延迟出现在Inj P的开始与Inj A的开始之间，这对应于第一熔体流中的熔体的压力P或速度V达到预选压力值Ps或预选速度值Vs所花费的时间。Inj P和Inj A继续时间周期"Inj T"。此后，Inj P和Inj A保持（hold）足够的时间周期以允许模腔106的填装。本领域的技术人员将理解的是，注入压力和速度取决于模制的部分的形状、尺寸和数目，以及用于模制该部分的树脂。总注入时间也不是设置时间，而是取决于诸如螺旋移动以及模制的部分的形状、尺寸和数目的变量来变化。
参看图1和图2，在上文所述的同时的共同注入实施例中，当第一熔体流的感测状态的预选择值由直接传感器114, 114a, 114b, 114g, 114g'中的至少一者探测时，传感器将信号发送至控制器150，控制器150直接地触发辅助单元104的开始。在另一个实施例中，当第一熔体流的感测状态的预选择值由直接传感器114, 114a, 114b, 114g, 114g'中的至少一者探测到时，传感器将信号发送至控制器150，控制器150触发计时器152，计时器152随后在经过预设时间周期之后触发辅助单元104的开始。同样，间接传感器114d,114e可用于通过感测热流道系统构件上的力或应变的预选择值来间接地探测从主注入单元104的熔体流动的启动，在该时刻，信号将发送至控制器150，控制器150将在关于第一熔体流的时间、速度和压力下立即或在计时器152到期之后启动从辅助注入单元104的熔体流动。
图3绘出了示出根据按顺序的共同注入实施例的图1中的系统100可提供的在时间T上在由注入循环轮廓(1),(1')代表的第一注入循环和第二注入循环期间来自于主注入单元104的可模制材料的第一熔体流的压力P或速度V与在由注入循环轮廓(2)代表的辅助注入循环期间来自于辅助注入单元102的可模制材料的第二熔体流的压力P或速度V之间的关系的图表。其它实施例的特征和方面可相应地结合当前实施例使用。图3中所示的绘出的按顺序的注入循环轮廓(1),(1')和(2)适于形成模制品，例如，如，预型件，模制品具有由主注入单元104提供的第一材料的内层和外层，以及由辅助注入单元102提供的第二材料的中间层或隔层。在该实施例中，当来自于主注入单元104的第一材料的第一注入达到由直接传感器114,114a,114b,114g,114g'中的至少一个感测且标示在注入循环轮廓(1)上的预选压力值"Ps"或预选速度值"Vs"时，注入循环轮廓(1)绘出了模制品的内层或外层的第一注入，则信号将提供为促动计时器152。在经过预设时间周期"T1"之后，在当前的非限制性实施例中，该预设时间周期"T1"刚好在第一注入结束之前终止，来自于辅助注入单元102的第二材料的注入开始，这由注入循环轮廓(2)绘出，以提供模制品的中间层或隔层。在经过刚好在第二材料的注入结束之前终止的第二时间周期"T2"之后，来自于主注入单元104的第一材料的第二注入继而又开始，这由注入循环轮廓(1')绘出，以提供模制品的外层或内层。
图4绘出了示出根据同时共同注入实施例的图1的系统可提供的时间T上的由注入循环轮廓(1)代表的来自于主注入单元104的注入造成的注入模制系统100中的热流道构件经历的力/应变(F/S)轮廓与由注入循环轮廓(2)代表的来自于辅助注入单元102的可模制材料的第二熔体流的压力或速度轮廓之间的关系的图表。图4中绘出的同时共同注入轮廓适于形成模制品，例如，如，预型件，模制品具有由主注入单元104提供的第一材料的内层和外层，以及由辅助注入单元102提供的第二材料的中间层或隔层。
在图4的实施例中，第一材料从主注入单元104的注入在注入模制系统100上产生可测量量的力/应变，这呈现为入口构件120、歧管122和喷嘴124中的一者或多者中的弯曲或变形。当设置在其相应的表面上的间接传感器如应变仪探测到如标示在注入循环力/应变轮廓(1)上的力"Fs"或应变"Ss"的预选量时，注入循环力/应变轮廓(1)对应于将形成模制品的内层和外层的第一材料的第一熔体流的注入，则信号将提供至控制器150来促动计时器152。在经过预设时间周期T1之后，来自于辅助注入单元102的第二材料的第二熔体流的注入开始，这由注入循环压力/速度轮廓(2)绘出，以提供模制品的中间层或隔层。
大体上在图2至图4的实施例中，当第一熔体流的监测状态(压力、速度、温度、力或应变)升至适于使来自于辅助注入单元102的第二熔体流的注入起动的预选择值时，信号发送至辅助注入单元102的控制器150。本领域的普通技术人员还应理解的是，信号发送至控制器150所处的预选择值可发生在整个注入循环中的任一点处，如，当第一熔体流的监测状态(压力、速度、温度、力或应变)升至预选择值、降至预选择值，或达到最大预选择值或最小预选择值时。
在另一个实施例中，由主注入单元104提供的第一熔体流的压力P或速度V可在经过第一主注入循环上的各时间间隔之后测量，以响应于各个感测的压力P或速度V来提供辅助注入的主动调整。图5绘出了示出根据本文的同时共同注入实施例的由图1中的系统可提供的具有各个预设时间间隔"T1"之后的主动调整的时间T上的由注入循环轮廓(1)代表的来自于主注入单元104的可模制材料的第一熔体流的压力P或速度V与由注入循环轮廓(2)代表的来自于辅助注入单元102的可模制材料的第二熔体流的压力P或速度V之间的关系的图表。此类实施例提供了第一熔体流的感测状态对辅助注入单元102的预设时间间隔反馈，第二熔体流的注入的调整可基于该预设时间间隔反馈，如，将影响第二熔体流的压力P或速度V。其它实施例的特征和方面可相应地结合当前实施例使用。
一旦来自于主注入单元104的第一材料的注入达到由直接传感器114,114a,114b,114g,114g'中的至少一者感测到的预选压力值Ps或预选速度值Vs，则信号将提供至辅助注入单元102的控制器150来启动第二熔体流的注入。时间周期T1的延迟出现在主注入单元104的注入开始与辅助注入单元102的注入开始之间，这对应于第一熔体流中的熔体的压力P或速度V达到预选压力值Ps或预选速度值Vs所花费的时间。在各个指定时间间隔Ti之后，例如，0.1秒的时间间隔之后，从对应于图5中绘出的辅助注入开始的时间T1开始，控制器150主动地监测由直接传感器114,114a,114b,114g,114g'提供的压力P或速度V的测量结果，而非将关于何时开始第二熔体流的注入的单个信号发送至辅助注入单元102。 从由辅助注入单元102的注入的开始起，控制器150例如以0.1秒的间隔从直接传感器114,114a,114b,114g,114g'中的一者获得直接读数，且发信号至辅助注入单元102来响应于由注入循环轮廓(2)绘出的各个间隔处的第一熔体流中的熔体的感测状态来调整由注入循环轮廓(2)绘出的第二熔体流的压力P或速度V。尽管由注入循环轮廓(2)绘出的第二熔体流示为关于由注入循环轮廓(1)绘出的第一熔体流相称地（比例地）调整，但这通过示范而非限制的方式。
图6为注入模制系统600的简图。注入模制系统600包括用于将来自于两个单独的熔体源S1,S2的熔体引送至形成在热部分601与冷部分603之间的一个或多个模腔606a,606b的热部分601。注入模制系统600为多种材料注入模制系统，根据本文的实施例，其包括用于将第一可模制材料S1的第一熔体流提供至模腔606a的主注入单元604，以及用于将第二可模制材料S2的第二熔体流提供至模腔606b的辅助注入单元602。其它实施例的特征和方面可相应地结合当前实施例使用。注入模制系统600包括如下文所述的辅助注入单元602的闭环控制。在实施例中，主注入单元604为注入模制机，而辅助注入单元602为联接到注入模制机或由此保持的模具上或设置在定位于机器旁边的落地支架上的辅助注入单元。
主注入单元604将第一熔体流给送到注入模制系统600的第一组热流道或熔体通道608中，其在第一入口607与热部分601内的模腔606a的模具门609a之间延伸。在重新布置模具之后，如，通过缩回、旋转或自旋芯板626来提供模腔606b，辅助注入单元602将第二熔体流给送至注入模制系统600的第二组热流道或熔体通道610中，其在第二入口611与热部分601内的模腔606b的模具门609b之间延伸。本领域的普通技术人员将理解的是，第一组热流道608和第二组热流道610为熔体通道，其可在各种热流道构件内延伸或由各种热流道构件限定，如，入口或注口衬套620,620'、一个或多个歧管如歧管622,622'，以及热闸喷嘴或阀闸喷嘴，如热闸喷嘴624a,624b或阀闸喷嘴624a',624b'，且第一熔体流和第二熔体流中的各者均单独地经由各种热流道构件流至相应的模腔606a,606b。尽管第一熔体通道608和第二熔体通道610的一部分示为在单独的歧管622,622'内延伸，但这是通过示范而非限制的方式。在另一个实施例中，第一熔体通道608和第二熔体通道610的一部分如图1的实施例中那样单独地在单个歧管内延伸。本领域的普通技术人员还将理解的是，系统600为了简单起见示为仅具有两个模腔606a,606b以仅形成两个多种材料部分，且更多或更少的模腔606a,606b(未示出)可定位成取决于生产的模制品的类型和数目来接收由此提供的第一熔体流和第二熔体流。本领域的普通技术人员还将理解的是，基于系统600的实际注入模制系统可具有全热闸喷嘴626a,626b或全阀闸喷嘴624a',624b'，且不具有如通过图6中的图示的方式绘出的各种中的一个或多个。
传感器614使用在注入模制系统600内，以允许主注入单元604与辅助注入单元602之间的闭环操作。在图6中所示的实施例中，传感器614在附接成靠近第一组流道608的第一入口607。传感器614为直接传感器，其安装成与流过流道608的第一熔体流直接接触，以直接地监测流过其间的熔体的状态。传感器614可选择为在熔体流流过第一组流道608时监测熔体流的状态，如第一熔体流的压力、温度或速度。在一个实施例中，传感器614为置于第一组热流道608内的压力传感器或速度传感器中的一者，以获得第一熔体流的相应的状态的直接读数，如，由通过主注入单元604注入熔体引起的压力或速度的变化。在另一个实施例中，传感器614为置于第一组热流道608内的温度传感器，以获得第一熔体流体流的相应状态的直接读数，如当由主注入单元604注入第一熔体流造成熔体流过第一组热流道608时归因于熔体的剪切加热的温度的变化。在图6中，示为用于传感器614的地点大体上对应于沿相应的熔体入口或注口衬套620的熔体通道的位置。在图6中也示出的本文的备选实施例中，当第一熔体流在热部分601内流动时，直接熔体流传感器可设置在沿第一熔体流的熔体通路的任何地点，以包括沿由传感器614a代表的歧管622的熔体通道，或由传感器614b代表的喷嘴624'的熔体通道。
在一个实施例中，直接熔体流传感器为分别位于芯板626或腔板628上的传感器614g,614g'中的一者，以便获得注入期间模腔606a,606b内的熔体的相应状态的直接读数。
在另一个实施例中，传感器可为间接传感器，如，位于沿热流道构件的外表面的点处的测力计/应变仪，如示为安装在歧管122上的传感器614d和示为安装在喷嘴624a'上的传感器614e。传感器614d,614e为间接传感器，因为它们设置在热流道构件的外表面上，如，喷嘴、歧管或入口延伸部/注口衬套，以间接地探测第一熔体流的状态，其呈现为相应的热流道构件中的可测量的移动或变化。可为由于第一组流道608内的熔体的加压而出现的注入模制系统的微小变形或弯曲的构件的可测量移动为由间接传感器614d,614e探测的感测状态，其将间接地指出由主注入单元604注入的第一熔体流的状态，而不必直接地感测第一熔体流的状态。
在另一个实施例中，传感器可为设置在注入模制系统600内的功能传感器，以便探测注入模制系统600内的功能的发生。功能传感器的实例包括与阀闸喷嘴624a'相关联的阀销促动器位置传感器614f，定位成在促动器在开启位置与闭合位置之间循环时，监测功能如阀销促动器的动作以及同时联接到其上的阀销630的动作，以便控制由主注入单元604提供至模腔606a中的熔体的流动。因此，由功能传感器614f探测到的感测状态可为阀销促动器至预选位置如开启位置或闭合位置的移动。
功能传感器的另一个实例包括安装在热部分601的热流道构件上的测力计/应变仪，如传感器614c，其示为安装在邻近歧管622的注口衬套620上，使得与注口衬套620接触的机器喷嘴的力将由传感器614c测量。传感器614c的地点可在某些注入模制应用中特别有益，其中主注入单元604的机器喷嘴/托架在各次注入循环之间从热流道入口607缩回。在另一个实施例中，传感器614c可安装在邻近入口607的注口衬套620上。这些类型的注入模制应用的实例包括模制薄壁物件和/或叠层模制。在此类应用中，当模具开启以便脱出部件时，机器喷嘴从入口607缩回，以使系统减压，以便从热闸喷嘴624a流延的熔体最少化，且/或减轻了模具闭合期间热流道系统上的冲击。为了开始下一个注入循环，模具闭合，其中机器喷嘴与热流道入口607相接触，这是由功能传感器614c探测到的感测状态，以便主注入单元604的注入循环可开始。由传感器614,614a-614g和614g'代表的以上传感器地点中的各个均将适用于多种材料模制应用，例如，如模制汽车透镜中使用的那些。
根据本文的实施例的多种材料注入模制应用可使用功能传感器614f来触发从辅助注入单元102的注入。更具体而言，功能传感器614f定位成在促动器在开启位置与闭合位置之间循环时监测促动器以及同时连接到其上的阀销630的动作，以便控制由主注入单元604提供到模腔606a中的熔体的流动。在实施例中，功能传感器614f设置成用以探测与由主注入单元604提供的第一熔体流相关联的促动器的开启位置。当探测到促动器转移至开启位置时，信号发送至控制器650来开始计时器652以用于预设时间周期的起动，其包括一时间周期，该时间周期在与主注入单元604相关联的主注入循环完成时开始，且在该时间周期期间，模具改变来创造出模腔606b，如通过芯的缩回或模具旋转/翻转来对准另一个模具部分。在预设时间周期截止之后，第二注入循环从辅助注入单元602开始来经由第二组热流道610将第二熔体流注入模腔606b中。
大体上对于本文所述的实施例，图1中的实施例的传感器114,114a-114g和114g'中的一者和图6中的实施例的传感器614,614a-614g和614g'中的一者，如定位成用以直接地感测由相应的主注入单元104,604注入的第一熔体流的状态的压力传感器114,614，将模拟信号(电流或电压，0-10v)传输至相应的辅助注入单元102,602的可编程逻辑控制器(PLC)150,650。PLC150,650具有用模拟输入卡以将模拟信号转换成数字信号，从而将触发辅助注入单元102，602开始如上文所述的辅助注入，或启动计时器152,652，这将辅助注入延迟预设的时间周期。
在许多情况下，由于注入模制行业中没有机器语言标准，故每次辅助注入单元并入现有的注入模制机时，就存在注入模制机控制器的一定量的定制，这是所需的，以便使注入模制机与辅助注入单元之间能够通信。在其它情况下，辅助注入单元由注入模制机提供的EUROMAP信号或SPI信号触发。在任一情况下，通常很耗时的定制量涉及每次辅助注入单元硬接线到注入模制机上，以便辅助注入单元接收来自于主注入单元的输出信号，"告诉"辅助注入单元何时启动。尽管在理想的情形下，辅助注入单元的注入循环的启动时间相对于主注入单元的注入循环的开始大体上应为恒定的，但是如果辅助注入单元的注入开始依靠来自于机器的信号，则主注入单元的实际注入轮廓相对于编程的或期望的注入轮廓的任何变化可导致辅助注入单元开始过快或过迟，这可引起模腔内的两种材料的不一致的厚度和/或不适当/非期望的相对定位。
如以上实施例中描述的传感器114,114a-114g或114g'或传感器614,614a-614g和614g'的使用的优点，辅助注入单元102,602的辅助控制器150,650不必硬接线到主注入单元104的机器控制器中，提供了时间节省且消除了定制的需要，从而使根据本文的实施例的此类系统容易适于许多注入模制应用。
在实施例中，可确认主注入单元104,604注入第一熔体流的安全反馈传感器实际上存在，因为有效注入可在本文的实施例中有用，如在控制器150,650将需要确保有效注入循环已经在触发辅助注入单元102,602的注入之前发生的情况下。此类安全反馈传感器将确保辅助注入单元102,602将不会在不期望这样做时开始第二材料的注入。例如，尽管本文的实施例构想出传感器114,114a-114g或114g'或传感器614,614a-614g和614g'中的一者用于提供主注入单元104,604与辅助注入单元102,602之间的闭环控制，但两个传感器可连同彼此使用，其中第二传感器用作安全反馈传感器。在非限制性实例中，用于确定促动器的开启位置与闭合位置的功能传感器，如阀销促动器传感器114f,614f，将信号提供至控制器150,650，然后，控制器150,650用于提供辅助注入单元102,602的闭环控制。由于当没有熔体由主注入单元104,604注入时如在注入模制系统100,600的架立期间，阀销可在开启位置与闭合位置之间促动，所以安全反馈传感器例如间接传感器114e，614e可用于监测喷嘴124,624上的力/应变使得防止辅助注入单元102,602注入，除非喷嘴124,624上的应变满足或超过指出主注入单元104的有效注入的预设值。在此情况下，间接传感器114e,614e通过确认注入已经起动来用作安全反馈传感器。
图7A至图7C绘出了由根据本文的实施例的注入模制系统100提供的示例性同时共同注入模制应用形成的模制部件770a,770b,770c。其它实施例的特征和方面可相应地结合当前实施例使用。在注入模制机(未示出)内的注入模制系统100的架立期间，操作者将与制作特定部分相关联的信息输入与主注入单元104相关联的机器控制器(未示出)的用户界面和与辅助注入单元102相关联的控制器150的用户界面两者中。图7A至图7C绘出了形成用于随后吹气模制成饮料容器等的20克预型件770a,770b,770c，其具有包括由主注入单元104提供的总部件重量的90%的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的内层和外层，以及包括由辅助注入单元102供应的总部件重量的其余10%的乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的隔层。在实施例中，预型件770a,770b,770c模制在具有32个腔(未示出)的模具中，且因此操作者将输入提供至注入模制机的控制器，该控制器控制主注入单元104以注入576克(18gx32)的射出量。然后，操作者输入控制器150中以注入64克(2gx32)的射出量。
如本领域的普通技术人员将理解的那样，利用在注入模制机的固定压板和可动压板之间推动在一起的注入模制系统100的热部分101和冷部分103，第一射出熔体从主注入单元104经由第一组流道108输送至模腔106。如以上实施例中所述，与控制器150通信的至少一个直接传感器114,114a,114b,114g和114g'定位成用以直接地感测主注入单元104的第一熔体流的注入相关的熔体的状态。一旦至少一个直接传感器114,114a,114b,114g和114g'感测第一熔体流的状态的预选择值，则控制器150将信号发送至辅助注入单元102来开始注入。作为备选，在接收到已经达到预选择值的信号时，控制器150将改为启动计时器152，计时器152继而又将在编程的延迟之后将信号发送至辅助注入单元102来开始注入。一旦主注入单元104和辅助注入单元102将其所需的射出模制材料输送至模腔106，则新模制的制品在模具106内冷却，直到它们充分凝固。然后，通过注入模制机的移动压板和固定压板的分离来将热部分101和冷部分103推开，且新模制的制品然后从模具脱出。然后，机器操作者将检查一个或多个新模制的制品，以评估内层和外层内的隔层的位置。
在示例性实施例中，用于开始辅助注入单元102的第二熔体流的注入的预选择值为通过直接传感器探测到15,000PSI的压力，这对应于第一熔体流从主注入单元104流动的启动。在检查模制预型件之后，通过将用于触发辅助注入的预选择值例如逐渐地改变+/-1000PSI，或通过设置计时器152有0.10秒的增量来延迟辅助注入来调整预选择值，且从而控制隔层在预型件内的分布。在备选实施例中，10,000 PSI的压力为用于启动计时器152的预选择值，计时器152例如设置为0.50秒，且然后在检查模制的预型件之后，例如，计时器可调整+/- 0.1秒的增量，以控制预型件内隔层的分布。
如果辅助注入单元102开始注入熔体过快，则将存在如由图7A中的预型件770a示出的隔层材料的不均匀分布，其中隔层材料的位置PA延伸超过预型件本体且延伸到不需要其的螺纹区中。鉴于此情形，操作者可将输入提供至控制器150，以在传感器114感测到较大的预选择值时开始从辅助注入单元102注入。作为备选，操作者可选择来触动控制器的注入延迟计时器152，使得当传感器114达到预选择值时，计时器152将通过辅助注入单元102延迟第二熔体流的注入。相反，如果辅助注入材料的注入开始较迟，则如图7B中的预型件770b的PB处所示的预型件的门和本体区将存在非均匀分布。在此情形中，操作者可减小预选择值，在该预选择值下，传感器114向辅助注入单元102发信号来开始注入。作为备选，如果计时器152已经用于在达到预选择值之后延迟注入，则操作者然后可减少在信号被发送以开始由辅助注入单元102注入之前过去的时间量。此类调整能力的结果在于，操作者对关于主注入单元104的注入开始的辅助注入单元102的注入开始给予控制，使得内层材料和外层材料内的隔层材料的分布可容易地调整，直到产生如图7C中的预型件770c的PC处所示的期望的预型件产品。一旦优化预选择值和时间延迟(如果使用)，则隔层材料在内部材料和外部材料内的分布将大体上穿过随后的模制循环保持一致。
图8绘出了根据本文的同时共同注入实施例的由图1的系统可提供的具有预选注入阶段反馈调整的时间T上由注入循环轮廓(1)代表的来自于主注入单元104的可模制材料的第一熔体流的压力P与由注入循环轮廓(2)代表的辅助注入单元102的可模制材料的第二熔体流的压力P之间的关系的图表。其它实施例的特征和方面可相应地结合当前实施例使用。在该实施例中，由辅助注入单元102提供的可模制材料的第二熔体流的注入变化，以便响应于第一熔体流的感测状态影响其压力P，其与主注入单元104的注入循环的各阶段相关。例如，当已经感测到第一熔体流达到预选的最大注入压力值PMAX、保持压力值PHOLD和减压压力值PDECOMP中的一者或多者时，可调整第二熔体流的注入。
在本文的实施例中，一旦从主注入单元104注入的第一熔体流达到由直接传感器114,114a,114b,114g,114g'中的至少一者感测到的预选压力值PS，则信号将提供至辅助注入单元102的控制器150来启动辅助熔体流的注入。时间周期T1的延迟出现在主注入单元104的注入开始与辅助注入单元102的注入开始之间，这对应于第一熔体流中的熔体的压力P达到预选压力值PS所花费的时间。如一些以上实施例所述，根据该实施例的控制器150连续地监测由直接传感器114,114a,114b,114g,114g'中的一者提供的第一熔体流的感测状态，使得辅助注入单元102的注入循环可响应于其在主注入单元104的注入循环的不同阶段可连续地变化或可实时地调整，而非仅将关于何时开始注入第二熔体流的单个信号发送至辅助注入单元102。在所示的实施例中，一旦如注入循环轮廓(1)绘出的第一熔体流的压力达到预选最大注入压力值PMAX时，控制器150将信号发送至辅助注入单元102来调整注入，以便与第一熔体流成比例地减小由注入循环轮廓(2)绘出的第二熔体流的压力。此外或作为备选，一旦主注入单元104的直接传感器感测到第一熔体流的压力处于预选保持或填装压力值PHOLD，则控制器150向辅助注入单元102发信号来调整注入，以便将第二熔体流的压力增大至大于第一熔体流的值，且保持该压力，直到主注入单元104的直接传感器感测到第一熔体流的压力减小至预选减压压力值PDECOMP，如，在系统减压期间，在该点处，控制器150又可发信号至辅助注入单元102来调整注入，以便相应地降低第二熔体流的压力。
本领域的普通技术人员将理解的是，鉴于其公开内容，图2至图5和图8中呈现的注入循环轮廓旨在举例而非限制由本发明构想出的注入循环。此外，本领域的技术人员将理解的是，鉴于其公开内容，用于发信号开始辅助注入单元102的预选择值可在主注入104的注入循环中的任一点处测量和相关，而非仅在图2至图5和图8中显示在注入循环轮廓(1)上的注入压力的增大期间。例如，参看图2，主注入的压力P或速度V可在到达峰值压力之后，在压力和速度减小的沿注入循环轮廓(1)的部分的任何位置测量到。
尽管上文已经描述了各种实施例，但应当理解的是，它们已经仅呈现为本发明的图示和实例，而非通过限制的方式。尽管仅示出了一个辅助注入单元，但如果特定模制应用需要一种以上的辅助材料，则一个以上的辅助注入单元可结合注入模制系统使用。另外，应当注意的是，尽管各个实施例均描述了连同具有主注入单元的模制机使用的辅助注入单元，但这也是通过示范而非限制的方式。
相关领域的技术人员清楚的是，在这里可制作出形式和细节上的各种变化，而并未脱离本发明的精神和范围。因此，本发明的宽度和范围不应当由任何上文所述的示例性实施例限制，而是应当仅根据所附权利要求及其等同物来限定。还将理解的是，本文所述的各种实施例的和本文引用的各个参考文献的各个特征可与任何其它实施例的特征组合使用。本文所述的所有专利和刊物均通过引用以其整体并入。

Claims (19)

1.一种控制从辅助注入单元注入可模制材料的熔体流的开始的方法，包括步骤：
将传感器定位于注入模制系统中以感测与由主注入单元提供的第一可模制材料的第一熔体流的注入相关的状态，其中所述第一熔体流沿所述注入模制系统的第一熔体通路流动；以及
在探测到与所述第一熔体流的注入相关的所感测的状态处于预选择值时，开始从辅助注入单元注入第二可模制材料的第二熔体流，其中所述第二熔体流沿所述注入模制系统的第二熔体通路流动，
其中，当所述所感测的状态被探测到处于所述预选择值时，发送信号，所述信号直接地开始从所述辅助注入单元注入所述第二熔体流或者将来自于所述辅助注入单元的所述第二熔体流的注入开始延迟预设时间周期，
其中，所述传感器连接到辅助注入单元控制器，所述信号由所述辅助注入单元控制器发送，所述辅助注入单元控制器独立于主注入单元的控制器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器为与所述第一熔体流直接接触来感测其压力和速度中的一者的直接传感器，以及所述所感测的状态的预选择值为相应的预选择压力值和预选择速度值中的一者。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述直接传感器定位在所述注入模制系统中，以接触所述注入模制系统的注口衬套、歧管、喷嘴和模腔中的一者的熔体通道内的所述第一熔体流。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器为沿所述注入模制系统的热流道构件的外表面定位的间接传感器，以及所述所感测的状态的预选择值为相应热流道构件的可测量的移动，所述移动与接收所述主注入单元的第一熔体流的注入的相应热流道构件相关。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述热流道构件为所述注入模制系统的注口衬套、歧管和喷嘴中的一者，以及所述可测量的移动为所述歧管和所述喷嘴中的一者的变形。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述热流道构件为所述注入模制系统的注口衬套、歧管和喷嘴中的一者，以及所述可测量的移动为所述歧管和所述喷嘴中的一者的弯曲。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器为功能传感器，以及所述所感测的状态的预选择值为与所述主注入单元的第一熔体流的注入相关的所述注入模制系统内的功能的发生的探测。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述功能传感器为用于探测阀销促动器移动至预选择位置的发生的位置传感器。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述功能传感器为安装在所述注入模制系统的注口衬套上的应变仪，以用于探测所述主注入单元与所述注口衬套相接触来开始所述第一熔体流的注入的发生。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
将安全反馈传感器定位在所述注入模制系统中，其中所述安全反馈传感器用于确认通过所述主注入单元的第一熔体流的注入已经发生。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述注入模制系统构造成用于共同注入模制操作和多种材料模制操作中的一种。
12.一种控制从辅助注入单元注入可模制材料的熔体流的开始的方法，包括步骤：
沿接收来自于主注入单元的第一可模制材料的第一熔体流的注入的热流道注入模制系统的第一熔体通路定位传感器，其中所述传感器定位成用以感测所述第一熔体流的状态；以及
当探测到所述第一熔体流的状态处于预选择值时，开始从辅助注入单元注入第二可模制材料的第二熔体流，其中所述第二熔体流沿所述热流道注入模制系统的第二熔体通路流动，
其中，当所述第一熔体流的所感测的状态被探测到处于所述预选择值时，发送信号，所述信号直接地开始来自于所述辅助注入单元的第二熔体流的注入或者将来自于所述辅助注入单元的第二熔体流的注入开始延迟预设的时间周期，
其中，所述传感器连接到辅助注入单元控制器，所述信号由所述辅助注入单元控制器发送，所述辅助注入单元控制器独立于主注入单元的控制器。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一熔体流的所感测的状态为压力和速度中的一者，以及所述所感测的状态的预选择值为相应的预选择压力值和预选择速度值中的一者。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一熔体流的所述所感测的状态为压力，且在达到所述预选择压力值和开始从所述辅助注入单元注入的步骤已经发生之后，所述方法还包括步骤：
连续地监测所述第一熔体流的压力以确定何时达到最大注入压力值、保持压力值和减压压力值中的至少一者；以及
当所述第一熔体流达到所述最大注入压力值、所述保持压力值和所述减压压力值中的至少一者时，调整从所述辅助注入单元的第二熔体流的注入。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在开始从所述辅助注入单元注入的步骤已经发生之后，所述方法还包括步骤：
以预设的时间间隔连续地监测所述第一熔体流的所述所感测的状态；以及
以预设时间间隔中的一个或多个基于所述第一熔体流的所述所感测的状态来调整来自于所述辅助注入单元的第二熔体流的注入。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述传感器与所述第一熔体流直接接触。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述传感器定位在所述注入模制系统中，以接触所述注入模制系统的注口衬套、歧管、喷嘴和模腔中的一者的熔体通道内的所述第一熔体流。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：
将安全反馈传感器定位在所述注入模制系统中，其中所述安全反馈传感器用于确认通过所述主注入单元的第一熔体流的注入已经发生。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述注入模制系统构造成用于共同注入模制操作和多种材料模制操作中的一种。
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