CN105172080B - 用于注塑模具的冷却控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于注塑模具的冷却控制装置及方法，包括：控制器和设置于所述注塑模具内的依次相连的进水管、上端冷却流道、出水管和下端冷却流道，其中：上端冷却流道的进水口和下端冷却流道的进水口分别与进水管相连，上端冷却流道的出水口和下端冷却流道的出水口分别与出水管相连，控制器分别与冷却回路的进水端、出水端以及注塑模具的内表面相连，采集并计算上端冷却流道和下端冷却流道中工质的温度差和注塑模具的表面温度差，并根据温度差的大小调节冷却回路中的工质流量，实现注塑模具的冷却；本发明设计合理，结构简单，降低报废率，注塑件翘曲变形较小。

Description

用于注塑模具的冷却控制装置及方法

技术领域

本发明涉及的是一种注塑模具领域的技术，具体是一种用于注塑模具的冷却控制装置及方法。

背景技术

注塑模具是一种生产塑胶制品的工具，也是赋予塑胶制品完整结构和精确尺寸的工具。注塑成型是批量生产某些形状复杂部件时用到的一种加工方法，具体指将受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品。注塑模具依成型特性区分为热固性塑胶模具和热塑性塑胶模具两种；依成型工艺区分为传塑模、吹塑模、铸塑模、热成型模、热压模(压塑模)、注射模等，其中热压模以溢料方式又可分为溢式、半溢式和不溢式三种，注射模以浇注系统又可分为冷流道模和热流道模两种；按装卸方式可分为移动式和固定式两种。

模具的结构虽然会由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同原因而千变万化，但基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、调温系统、成型零件和结构零件组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化，是塑模中最复杂、变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。注塑模具由动模和定模两部分组成，动模安装在注射成型机的移动模板上，定模安装在注射成型机的固定模板上。在注射成型时动模与定模闭合构成浇注系统和型腔，开模时动模和定模分离以便取出塑料制品。为了减少繁重的模具设计和制造工作量，注塑模大多采用了标准模架。

注塑模具都需要进行冷却，但是在现有技术中，注塑模具的冷却往往不均匀，也不同步，容易造成模具的报废，同时造成注塑件翘曲变形。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101249714B，公告日2012.4.4，公开了一种注塑模具的瞬间加热/冷却装置，包括一模板，模板上设有型腔，模板内至少设有一条循环水回路，对应每一所述循环水回路的孔道处，布有复数个分别连通该循环水回路入口与出口的结合孔，每一结合孔内插设有一加热棒，该加热棒的内端发热部与结合孔壁间留存有间隙；还包括一温度控制部，由分布于模具周围实时检测模板温度的复数个温度传感器及加热棒控制开关组成。但该技术仅能监测模具周围的温度，对循环水回路的出入水温缺乏控制，测得的模具温度可靠性低，影响对模具冷却均匀的判断。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种用于注塑模具的冷却控制装置及方法，通过环绕在模板四周的冷却系统和温度检测系统对模板进行多点温度检测，以使模板冷却均匀，降低注塑件翘曲变形的概率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种用于注塑模具的冷却控制装置，包括：控制器和设置于所述注塑模具内的冷却回路，其中：控制器分别与冷却回路的进水端、出水端以及注塑模具的内表面相连，采集并计算冷却回路中的温度差和注塑模具的表面温度差，并根据温度差的大小调节冷却回路中的冷却介质流量，实现注塑模具的冷却。

所述的冷却回路包括：依次相连的进水管、上端冷却流道、出水管和下端冷却流道，其中：上端冷却流道的进水口和下端冷却流道的进水口分别与进水管相连，上端冷却流道的出水口和下端冷却流道的出水口分别与出水管相连。

所述的进水管、出水管、上端冷却流道和下端冷却流道为等截面圆形。

所述的进水管上端设有进水温度传感器。

所述的出水管的两端分别设有出水温度传感器。

所述的注塑模具的内表面设有表面温度传感器。

所述的表面温度传感器在注塑模具的内表面均匀分布。

所述的进水管的进水端设有进水电磁阀。

所述的上端冷却流道的进水口和下端冷却流道的进水口分别设有流道电磁阀。

本发明涉及上述冷却控制装置的实现方法，包括以下步骤：

步骤1、进水温度传感器、出水温度传感器和表面温度传感器分别采集所述注塑模具的模板的进水温度、出水温度和表面温度，并传输至控制器。

步骤2、控制器根据进水温度信息、出水温度信息和表面温度信息对流道电磁阀和进水电磁阀分别进行流量控制和进水量控制。

所述的流量控制是指：当进水温度与出水温度之差超过规定值T_{tube_rule}，不同点表面温度之间最大值和最小值之差超过规定值T_{die_rule}时，计算 根据调节第i个流道电磁阀的开度变化值，增加/减少上端冷却流道和下端冷却流道内的工质流量，其中：T_{tube_rule}为水管进出口温度差目标值、T_{die_rule}为模具表面温度差目标值、Δ_{Ttube_i}＝T_{in_i}-T_{out_i}；i＝1-n；ΔT_{die_i}＝T_{die_i_max}-T_{die_i_min}；i＝1-n； T_{in_i}为第i条冷却支路进口温度值、T_{out_i}为第i条冷却支路出口温度值、ΔT_{tube_i}为第i条冷却支路进出口温度差、ΔT_{die_i}为第i条冷却支路模具表面温度差、第i个进口控制阀阀门开度变化百分比、a，b均为参数、n为冷却支路条数；

所述的进水量控制是指：当进水温度与出水温度之差小于规定值T_{tube_rule}，不同点表面温度之间最大值和最小值之差小于规定值T_{die_rule}时，保持进水电磁阀的开度不变；

步骤3、重复步骤1、2，直至表面温度传感器检测到的表面温度一致，并且进水温度与出水温度之差小于规定值，即T_{tube_rule}。

技术效果

与现有技术相比，本发明通过在模具内表面设置多个表面温度传感器，实现对模具的多点温度测量，使注塑模具得到同步冷却，设计合理，结构简单，降低报废率，注塑件翘曲变形较小。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为图1中A‐A剖面图；

图中：1为模板，2为模芯，3为进水管，4为出水管，5为上端冷却流道，6为下端冷却流道，7为流道电磁阀，8为出水温度传感器，9为线束，10为控制器，11为进水电磁阀，12为表面温度传感器，13为进水温度传感器。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：模板1、线束9、控制器10、设置于模板1内并构成回路的进水管3、上端冷却流道5、出水管4和下端冷却流道6，其中：上端冷却流道5的进水口和下端冷却流道6的进水口分别与进水管3相连，上端冷却流道5的出水口和下端冷却流道6的出水口分别与出水管4相连；控制器10通过线束9分别与进水管3的进水端、出水端以及模板1的内表面相连。

所述的模板1内设有模芯2。

所述的模板1的内表面均匀设置有表面温度传感器12，表面温度传感器12与控制器10相连。

所述的进水管3、出水管4、上端冷却流道5和下端冷却流道6为等截面圆形。

如图2所示，所述的进水管3上端设有进水温度传感器13，所述的出水管4的两端分别设有出水温度传感器8。

所述的进水管3的进水端设有进水电磁阀11。

所述的上端冷却流道5的进水口和下端冷却流道6的进水口分别设有流道电磁阀7。

本实施例通过以下步骤实现冷却：

步骤1、进水温度传感器13、出水温度传感器8和表面温度传感器12分别采集所述注塑模具的模板1的进水温度、出水温度和表面温度，并传输至控制器10。

步骤2、控制器10根据进水温度信息、出水温度信息和表面温度信息对流道电磁阀7和进水电磁阀11分别进行流量控制和进水量控制。

所述的流量控制是指：当进水温度与出水温度之差超过规定值T_{tube_rule}，不同点表面温度之间最大值和最小值之差超过规定值T_{die_rule}时，计算 根据调节第i个流道电磁阀的开度变化值，增加/减少上端冷却流道和下端冷却流道内的工质流量，其中：T_{tube_rule}为水管进出口温度差目标值、T_{die_rule}为模具表面温度差目标值、ΔT_{tube_i}＝T_{in_i}-T_{out_i}；i＝1-n；ΔT_{die_i}＝T_{die_i_max}-T_{die_i_min}；i＝1-n； T_{in_i}为第i条冷却支路进口温度值、T_{out_i}为第i条冷却支路出口温度值、ΔT_{tube_i}为第i条冷却支路进出口温度差、ΔT_{die_i}为第i条冷却支路模具表面温度差、第i个进口控制阀阀门开度变化百分比、a，b均为参数、n为冷却支路条数；

所述的进水量控制是指：当进水温度与出水温度之差小于规定值T_{tube_rule}，不同点表面温度之间最大值和最小值之差小于规定值T_{die_rule}时，保持进水电磁阀的开度不变。

步骤3、重复步骤1、2，直至表面温度传感器12检测到的表面温度一致，并且...。

所述的出水温度传感器8可以测得上端冷却流道5出水口和下端冷却流道6出水口的水温。

所述的流道电磁阀7的开度可以改变上端冷却流道5和下端冷却流道6内的冷却水流量。

所述的进水电磁阀11的开度可以改变进水管3内的冷却水总流量。

所述的控制器10通过线束9监测上端冷却流道5和下端冷却流道6的水温，可以计算得到模板1给进水管3的传热量大小，从而进一步得知注塑模具的冷却均匀情况。

所述的表面温度传感器12监测模板1的内表面温度，进水温度传感器13监测进水管3内冷却水的受热量，从而为控制冷却系统流量的流道电磁阀7的开度提供修正信息。

本实施例通过出水温度传感器8监测水温，通过流道电磁阀7对上端冷却流道5和下端冷却流道6的水流量进行单独控制，可使注塑模具得到同步冷却。

Claims (3)

1.一种用于注塑模具的冷却循环系统的控制方法，其特征在于，所述系统包括：温控箱、泵和控制器，其中：温控箱、泵、所述注塑模具中的冷却管路与温控箱构成通路，控制器分别与冷却管路的入口端、出口端以及泵相连，所述控制器采集并计算冷却管路中工质的温度差，并根据温度差的大小向调节泵发出控制指令以调节泵的功率，实现流量实时控制，所述的冷却管路包括至少一条通过所述的注塑模具的冷却支路；

所述的冷却支路的入口端设有进口温度传感器，出口端设有出口温度传感器；所述控制器与所述进口温度传感器和所述出口温度传感器分别相连；

所述的泵与注塑模具之间依次设有总控制阀、进口总管接头和进口控制阀；

所述的进口控制阀位于冷却支路的入口端；

所述的进口控制阀与注塑模具之间设有进口温度传感器，冷却支路的出口端设有出口温度传感器；

所述的控制器与进口温度传感器和出口温度传感器分别相连，并采集各条冷却支路的进口温度和出口温度，计算得到进口温度平均值和出口温度平均值；

所述控制方法包括以下步骤：

步骤1、进口温度传感器和出口温度传感器分别将实时采集到的进口温度数值和出口温度数值沿温度传感器线束传输至控制器；

步骤2、控制器通过计算得到进口温度平均值、出口温度平均值，分别对流经总控制阀的冷却液流量和流经注塑模具的冷却支路流量进行动态调节；

步骤3、重复步骤1和2，直至各冷却支路的出口温度一致，且出口温度平均值与进口温度平均值之差小于等于进出口限定值内；

所述的冷却液流量的动态调节是指：将进口温度平均值与出口温度平均值之差与冷却规范值进行比较，两者的差值超过进出口温度限定值时，根据超出的百分比提高泵的功率，同时调整总控制阀的开合度以改变冷却液流量；

所述的冷却支路流量的动态调节是指：将出口温度平均值与各冷却支路的出口温度进行比较，当两者的差值超过出口温度限定值时，自动调节对应的冷却支路的进口控制阀，按超出的比例对应增加进口控制阀的开度，增加对应的冷却支路流量；当两者的差值小于出口温度限定值时，则相应减小对应冷却支路的进口控制阀的开度，减小对应的冷却支路流量；

所述的计算，具体是指：其中：进口平均温度，出口平均温度，总控制阀开度变化百分比，第i个进口控制阀阀门开度变化百分比，a，b，c均为参数，N为冷却支路条数，Tin_i为第i条冷却支路进口温度值，Tout_i为第i条冷却支路出口温度值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的注塑模具与温控箱之间设有出口总管接头。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的冷却支路为等截面圆形。