CN1061931C - 一种注塑机的注塑方法 - Google Patents

Abstract

一种注塑机，包括一个由连接到一个固定压板上的固定模和一个连接到一个可动压板上的移动模组成的塑模和一个用于驱动活动压板以扩张和靠拢该塑模的驱动源，距离传感器检测初选的固定压板和可动压板两位置之间的距离作为压板间隔。压力传感器检测由驱动源施加的夹持压力并产生一压力检测信号。控制装置响应距离检测信号和压力检测信号，通过多个步骤控制驱动源以调整压板间隔和夹持压力。

Description

一种注塑机的注塑方法

本发明涉及一种适合于吹塑树脂材料的注塑机，特别涉及一种能提高操作者操作的简易性的控制系统。

一般来说，注塑树脂产品是通过一个包括树脂熔化过程、装料过程、夹持过程和冷却过程的模塑周期来进行的。为了获得高质量的模铸产品，通常的作法是控制塑模(包括固定模和移动模)、在塑模内的树脂材料的温度、注射压力及类似参数。除了这些控制之外，控制施加到塑模上的夹持压力和塑模的开度(即固定模和移动模两个相对表面之间的距离)也是十分重要的。这两个相对表面称作分型面。此外，重要的是必须确定以装料过程到夹持过程的转换时间，即V-P(速度-压力)转换的时间。因此，需要控制各种不同的因素，以获得高质量的模铸产品。

下面将用实施例描述有关夹持压力的控制方法。夹持压力由夹持力F来确定，夹持力下由下列方程计算：

            F=A·P/1000

这里A代表模铸产品的压力接收面积(cm²)，P代表塑模的平均内压(kg/cm²)。在传统的控制系统中，在包括装料过程和夹持过程以及冷却过程的整个注塑过程中，夹持力恒定地保持在预选的夹持压力下。然而在这种控制系统中，当预选压力较高时，常常会造成诸如造型缺肉、焊接痕或线以及过度受热等各种缺陷。在较高的夹持压力下，当向塑模中装填熔化的树脂时在塑模中开始冒出的空气以及从熔化树脂中产生的气体都不能在注塑过程结束时从塑模中排出。这些空气和气体被压缩并存留在塑模中。在这种情况下，为了加快塑模内空气和气体的排放，操作者须减小预选的夹持压力。但当预选的夹持压力减小得太多时，会产生另一种模塑溢料问题。

因此，操作人员在确定和记录不同的预选值以便获得高质量的模铸产品时，必须做许多难处理的工作。这样，操作人员必须有长期的工作经验和高度熟练的技巧。

因此本发明的一个目的是提供一种在确定和记录不同的预选值时能减少操作者必要的操作过程的注塑机。

本发明的另一个目的是提供一种能有效避免出现诸如造型缺肉、焊接痕、过度受热、溢料和凹痕等各种缺陷的注塑机。

通过下面进行的描述可以清楚地看出本发明的其它目的。

可应用于本发明的注塑机包括一个由连接在固定压板上的固定模和连接在可动压板上的移动模组成的塑模和用于移动可动压板以扩张和靠拢塑模并可用于进行夹持操作的驱动源。注塑机完成的注塑周期包括装料过程和夹持过程。按照本发明，注塑机还包括一个控制部分、一个压力传感器、一个设定装置和一个控制装置。该控制部分包括一个距离传感器，用于检测作为已检测过的压板间隔的分别预选的固定压板与移动压板两位置之间的距离，以便产生一个代表检测后的压板间隔的距离检测信号；该压力传感器用于检测器用于检测作为已检测过的夹持压力的由驱动源施加的当前夹持压力，以便产生一个代表检测的夹持压力检测信号；该设定装置用于记录包括预选压板间隔和预选夹持压力在内的预选值；该控制装置用于根据预选值、距离检测信号和压力检测信号来控制驱动源，以便在许多步骤中调整压板间隔和夹持压力。

图1是表示可应用于本发明注塑机的注塑装置和夹持装置的示意图；

图2是用于说明用于本发明中的距离传感器的一个实例的视图；

图3是用于说明用于本发明中的距离传感器的另一个实例的视图；

图4是用于说明本发明第一实施例的控制部分的示意方框图；

图5是用于说明本发明第一实施例的控制操作前半部分的流程图；

图6是用于说明本发明的第一实施例的控制操作后半部分的流程图；

图7是表示本发明第一实施例在控制操作过程中压板间隔、夹持压力、注塑速度和注塑压力变化的曲线图；

图8(a)和8(b)是表示用于解释本发明V-P转换定时的夹持压力及其微分值变化的曲线图；

图9是表示本发明一个用于确定压板间隔函数曲线实例的曲线图；

图10(a)、10(b)和10(c)是用于说明检测本发明压板间隔变化拐点的原理曲线图；

图11是说明本发明第二实施例的控制操作后半部分的流程图；

图12是表示在本发明第二实施例控制操作过程中压板间隔、夹持压力、注塑速度及注塑压力变化的曲线图；

图13是用于说明本发明第三实施例的控制部分的示意方框图；

图14是用于说明本发明第三实施例的控制操作前半部分的流程图；

图15是用于说明本发明第三实施例的控制操作后半部分的流程图；

图16是表示在本发明第三实施例的控制操作过程中压板间隔、夹持压力、注塑速度及注塑压力变化的曲线图。

为了便于理解本发明，首先将对传统的注塑机的控制系统进行描述。

在本说明书的前文中已描述了夹持压力的控制情况。现在将开始讨论从装料过程到夹持过程的转换，即V-P转换。制造V-P转换的时间是在不同的预选值基础上进行的，该预选值包括加热缸的螺旋杆定位、树脂装料时间和用来驱动螺旋杆的注塑缸液压。这些预选值是由操作人员选择的。螺旋杆从树脂测量结束位置移动到V-P转换位置，以便将熔化的树脂材料送入包括固定模和移动模的塑模内。但是，当V-P转换时间的判断是根据上述螺旋杆位置和装料时间进行的时候，那么如果熔融树脂材料的密度和温度不均匀的话，就会造成由上述螺旋杆的运动输送的熔融树脂材料数量的不稳定。其结果导致了装入塑模内的熔融树脂材料数量的波动。

另外，目前已有一种根据注塑缸的压力进行V-P转换的系统可供选用。但在该系统中，由于在从注塑缸的液压到塑模内的内压的输送通路中存在不同的压力损失，所以不可能精确地控制熔融树脂材料的数量。

在任何速度下V-P转换的定时选择都是凭操作人员的经验进行的。此外，V-P转换的时间也随模铸产品的外形及塑模的结构而变化。因此，要想给V-P转换选择一个最佳的时间是极为困难的。

下面将描述为防止在夹持过程中发生溢料而进行的防范措施。在装料过程被转换到夹持过程之后，通常将熔化的树脂材料基本全部装入塑模内。这样就施加了一个增加在固定模和移动膜的两个相对的分隔表面之间开度的力，因而造成了一个小的塑模开度。如果该力超过了夹持压力，则会增大塑模的开度，这便会导致溢料的出现。在这种情况下，操作人员需提高预选的夹持压力或改变限定注塑状态的预选值、以便注塑压力不会过大。

在上述的注塑过程中使夹持压力保持恒定的系统中，夹持压力的过度增加会防碍塑模内的空气和气体的排除，并会造成上述的造型缺肉、焊接痕和过度受热等缺陷。对注塑条件的任何改变都必须再依赖于操作人员的经验。因此，在确定注塑条件时就不可避免地要花费较长的时间。此外，一旦找到获取优质产品的最佳条件，也有可能生产出不合格的产品，这是由于熔融树脂材料或塑模的温度变化常常会破坏注塑和夹持之间的最佳平衡的缘故。

下面将进一步描述有关的注射压模法。用于注射压缩的驱动源一般是与设有移动模的可动压板相连接的液压夹持机构或液压机构。在这两种情况中的任何一种中，注射压缩的起始时间是受从装料过程起始点、夹持过程起始点和V-P转换点开始的持续时间控制的。

当注射压缩的起初时间过早，塑模内的熔融树脂材料就会通过塑模铸口向外溢出。另外，在对应于塑模空腔内的产品的较薄部分的一部分熔融树脂材料完全固化的同时，对应于产品较厚部分的另一部分熔融树脂材料则会朝较薄的部分运动，从而导致在较厚部分内出现凹痕。另一方面，当注射压缩的起始时间过迟时，较薄的部分已以完全固化，致使压缩受到阻碍，并使熔融的树脂材料难以运动。其结果是，由于残余应变而难以减少凹痕并经常出现变形。在这种情况下，为了找到最佳时间控制的预选值就必须依赖于操作人员的经验。这就意味着要花费较长时间来确定注塑条件。

注射压缩模型一般来说是逐渐变化的。为了根据树脂材料的种类和塑模的形状完成最佳的注射压缩模型，就需要分阶段进行预选值的选择。此外，注射压缩的压力的实际变化过程不随渐变的预选值而改变。该实际变化过程常常不同于操作人员预定的过程，或者它随液压机构的油温变化而改变。

现在将参照附图描述本发明的第一实施例。参见图1，下面先描述注塑装置和夹持装置。在注塑装置中，树脂材料被倒入漏斗11中并送到加热缸12。树脂材料在加热缸12中熔化的同时由螺旋杆13搅拌和测量。熔化的树脂材料被保存在螺旋杆13前面的区域内。螺旋杆13由图中未显示出的旋转驱动机构带动其旋转。螺旋杆13还被由注塑缸14和活塞15组成的第一液压缸机构所驱动并朝前方，即朝塑模方向运动。当第一液压机构使螺旋杆13朝塑模方向运动时，保存在螺旋杆13前方区域的熔融树脂材料就通过喷嘴16被输送并装在包括固定模17和移动模18的塑模空腔内。在装料和夹持过程中，具有可控流速或可控压力的驱动油通过进/出口14-1流入和流出注塑缸缸14。

另一方面，夹持装置被固定在一个图中未示出的框架上。与连接到固定模17上的固定压板相对的后压板22通过四个推杆23(图中只画出两个)被固定地支撑。后压板22后面设有第二液压缸机构，它包括液压缸24和活塞25。活塞25设置在固定于后压板22后面的液压缸24中。活塞25连接在与移动模18相连的可动压板26上。可动压板26可随活塞25的运动而沿推杆23滑动。因此，当驱动油从进/出口24-1通过压力控制阀(图中未示出)被送到液压缸24时，可动压板26沿使塑模靠拢的方向运动。此时，驱动油从进/出口24-2中流出。另一方面，当驱动油从进/出口24-2被送到液压缸24时，可动压板26沿另一使塑模扩张的方向运动。此时，驱动油从进/出口24-1中流出。

液压缸24设有用于检测液压的第一压力传感器27。当塑模靠拢时，第一压力传感器27检测在液压缸24内的进/出口24-1侧的液压作为检测的夹持压力，并发出一个代表检测的夹持压力的压力检测信号。夹持压力的控制是通过根据来自第一压力传感器27的压力检测信号来调节压力控制阀而进行的。固定压板21和可动压板26上装有用来检测压板间隔L的距离传感器28。距离传感器28检测固定模17和移动模18的相对分隔表面之间的较小塑模开度。这里，压板间隔的含义是总塑模厚度或部分塑模厚度，它包括塑模的开度，即分离表面之间的距离。压板间隔的含义与塑模开度的含义基本相同。

参见图2，激光系统的距离传感器包括设在固定压板21上并用于发射和接收激光束的激光头28-1和设在可动压板26上并用于反射激光束的反射器28-2。由激光头28-1发射的激光束被反射器28-2反射后返回到激光头28-1。激光头28-1具有一个用于根据激光束从发射到被反射器28-2反射后返回的时间周期来计算压板间隔L的计算装置。激光头28-1将由此计算出的表示压板间隔L的距离检测信号传送给下文将描述的控制装置。

上述激光系统的距离传感器具有较长的测量跨度，可达到最大的塑模开度。激光头28-1和反射器28-2不是设在固定模17和移动模18上，而是分别设在固定压板21和可动压板26上。因此，当更换塑模时，不必调整距离传感器。

参见图3，涡流系统的距离传感器包括一个安装板30和一个利用已知的旋流效应的传感器部件31。该传感器部件31安装在与可动压板26相对的安装板30上。涡流系统的距离传感器的测量跨距小于图2所示的激光系统的测量跨距。但是，由于传感器部件31是安装在具有可变行程的安装板30上的，所以当更换塑模时很容易进行调节。它只需调节安装板30的行程，以使在塑模被关闭的同时让传感器部件31位于测量跨距的范围之内。

在任何一种上述系统中，距离传感器都不是连接在塑模上，而是连接在固定压板21和可动压板26上。因而，塑模不需要具有任何在安装距离传感器时所必须具备的特殊结构。因此，与距离传感器直接固定到塑模上的传统结构相比，本发明的距离传感器的布置结构所花成本较低。此外，还可采用目前的设有距离传感器的特殊安装结构的塑模。这样可以提高塑模的互换率并降低塑模的成本。

参见图4，现在将描述本发明的控制部分。该控制部分包括一个设定装置41、一个压力控制阀42、一个微处理装置43和一个存贮器44。设定装置41用于记录包括预选压板间隔和预选夹持压力在内的预选值，以便发出一个表示预选值的设定信号。压力控制阀42用于控制液压缸(图1)的液压。微处理装置43响应来自设定装置41的设定信号、来自第一压力传感器27的压力检测信号及来自距离传感器28的距离检测信号，并顺序处理注塑机、产生下文将描述的函数曲线及产生施加给压力控制阀42的指令值等等。存贮器44用于存贮预选值，包括预选的压板间隔、预选的夹持压力及已检测的值。微处理装置43用作控制装置。

参见图5到图7并参考图4，现在将描述从塑模的靠拢到夹持过程完成阶段由图4所示的控制部分执行的控制操作。在描述控制操作时将与压板间隔L、夹持压力P、注塑速度及注塑压力一起进行描述。

在阶段S1中，塑模在铸塑操作开始之前靠拢。在阶段S2中，根据传统的实践方式关闭塑模，并且根据可动压板26的测量位置或响应由第一压力传感器27发出的压力检测信号来作出靠拢塑模的判断。这里应注意到，固定模17和移动模18受到不大于靠拢它们所需的最小夹持压力P1(图7)的作用。

在阶段S3，微处理装置43使存贮器44存贮在塑模靠拢时刻的压板间隔L(作为初始压板间隔LO)(见图7)。在阶段S4，开始进行装料过程。一旦装料过程开始，在阶段S5中微处理装置43就从存贮器44中读取初始压板间隔LO。微处理装置43响应由距离传感器28检测到的压板间隔L来控制压力控制阀42，以便使初始压板间隔LO作为目标值保持下来。因此，夹持压力P根据压板间隔L的变化而改变(如图7所示)。阶段S5可以称为第一步骤。

上述控制操作可以判断出，在熔融树脂在塑模内完全散布开的阶段内，熔融树脂可以到达用于排除塑模内的空气或气体的出口处，以使空气或气体限制在塑模内。上述控制操作在熔融树脂在塑模内完全分散之前，排除空气或气体是较为有效的。一般来说，最好在达到全部将熔融树脂装入塑模内所需总注塑行程的70-80％之后才排除空气或气体。利用这种控制操作，在熔融树脂完全装入塑模内之前的熔融树脂分散过程中才开始排除空气或气体。此外，排除空气或气体所需的最小塑模开度不必由操作人员来选择，而是由微处理装置43自动进行控制。

因此，在第一阶段，即S5阶段，根据本发明，熔融树脂材料是靠控制夹持压力P的方法装入塑模内的，这样可使当前的压板间隔保持为初始的压板间隔LO。其结果使塑模受到不大于靠拢该模所需的最小夹持压力。因此，存留在塑模内的空气或从熔融树脂中产生的气体很容易被排除。此外，由于初始压板间隔LO被选作目标值，所以固定模17和移动模18的分隔表面即使在树脂装料操作进行的同时受到内部压力作用时也决不会使其进一步开启。这就意味着在装料过程中抑制了溢料的发生。当根据上述树脂装料操作中产生的内压来适当改变夹持压力P的时候，移动模18以所谓的软接触状态压靠着固定模17。因此，很容易从塑模中排除空气或气体，并且可以避免发生溢料。

在阶段S6，微处理装置43监测由第一压力传感器27检测的夹持压力的上升曲线的斜率或微分值△P，并判别该微分值是否超过预定范围或预定值△P1。当微分值△P没有超过预定值△P1时，操作返回到阶段S5。当微分值△P超过预定值△P1时，操作进行到阶段S7。

由于下述原因，需要进行这种判定。特别是在进行树脂装料操作过程中将树脂逐渐加到塑模内时，塑模被扩张。与该塑模运动相反，为了保持初始的压板间隔LO，微处理装置43提高了施加到压力控制阀42上的指令值，从而增加了夹持压力P。阶段S6也可称为第二步骤。

参见图8，现在将描述夹持压力P的变化过程和表示夹持压力P变化的微分值△P。在这里当微分值△P超过预定值△P1时，阶段S6进行到从装料过程转换到夹持过程的阶段S7，即进行V-P转换。阶段S7也可称为第三步骤。

根据在上述第二步骤中的判定操作，可以精确地检测出塑模已装满了熔融树脂材料。此外，根据第三步骤，可以在不利用现有技术中使用的定时器设定任何特定的时间周期的情况下实现理想的V-P转换。

从图8中可清楚地看出，根据夹持压力P的微分值△P作出V-P转换定时判定可以通过检测是否微分值△P已停止增加并达到一恒定值来进行。由于下文中将描述的原因，在第二步骤的判定操作中没有利用夹持压力P本身，而是利用了微分值△P。特别是当注塑条件变化时，夹持压力P发生改变。因此，利用夹持压力P很难进行上述的V-P转换的判定操作。另一方面，当利用了微分值△P时，微分值△P的变化过程总是按照图8(b)所示的曲线进行的，不管注塑条件如何变化。因此，上述V-P转换的定时判定很容易进行。此外，利用微分值△P进行的这种V-P转换的定时判定不受液压缸机构的驱动油的温度和塑模的温度变化的影响。

其次，在装料过程转换到第三步骤，即阶段S7之后，操作进入阶段S8。在阶段S8，微处理装置43让存贮器44在转换时刻存贮夹持压力P2(图7)。接下来进行到阶段S9，微处理装置43读入存贮在贮器44中的作为目标值的夹持压力P2并控制压力控制阀42，使夹持压力P保持在目标值P2。在这种状态下，熔融树脂基本上填满了塑模。由于可利用夹持操作进一步向塑模内填充熔融树脂，所以塑模内的压力增加，使该模继续张开。与塑模的这种运动相反，夹持压力保持在目标值P2。在这种情况下，塑模的继续扩张可减缓填充在塑模内的熔融树脂流动的急剧变化。这样可获得能避免对模铸产品造成有害影响，如变形的所谓缓冲作用。阶段S8和S9可统称为第四步骤。

在第四步骤中，由于塑模按上述方式继续张开，所以压板间隔L加大。在阶段S10中，微处理装置43判定压板间隔L是否与限制开始的压板间隔LS一致，在该间隔处压板间隔开始缩小。当不一致时，操作返回到阶段S9。当一致时，操作进行到阶段S11。阶段10可以称为第五步骤。限制开始的压板间隔LS也可以称为第一预定值。

在阶段S11，当压板间隔L与限制开始的压板间隔LS一致时，微处理装置43产生具有平滑形状的函数曲线LP1。函数曲线LP1一直延长到压板间隔与限制停止的压板间隔LE一致时为止。微处理装置43根据由函数曲线LP1确定的目标值来控制压力控制阀42，以便调整夹持压力P，使压板间隔L按函数曲线LP1变化。阶段S11可以称为第六步骤。限制停止的压板间隔LE可以称为第二预定值。函数曲线LP1可以称为预定变化曲线。

函数曲线LP1在限制停止的压板间隔LE大于限制开始的压板间隔LS(用图9中的实线画出)时可以是一线性延迟函数。另一方面，当限制停止的压板间隔LE小于限制开始的压板间隔LS时，可以利用如图9中的虚线所画出的指数函数。因此，在阶段S11中，可以通过设定适当曲线来限制不会出现溢料的最大压板间隔，这样便可避免发生溢料。按平稳变化的曲线来控制压板间隔，以便抑制塑料内急剧变化的树脂流。因此，可以减小模内靠近铸口的近区与远离铸口的远区之间的压差。这样可防止出现像凹痕和变形等各种缺陷。

此外，根据所选择的限制开始的压板间隔LS、限制停止的压板间隔LE和限定函数曲线LP1的时间常数T1，可使函数曲线LP1按所要求的形状变化。这就是说，操作人员在确定模铸产品的厚度和树脂材料的种类(粘度、温度特性、固化速率等等)时可选择最佳的条件。例如，由于树脂材料有可压缩性，所以当模铸产品较厚时，在压板间隔L达到限制开始的压板间隔LS之后树脂材料可继续填充。按照如上观点，通过选择限制停止的压板间隔LS的条件，可使塑模逐渐扩张。相反，当模铸产品较薄时，在压板间隔L达到限制开始的压板间隔LS之后，树脂材料只能填充极少的数量。在这种情况下，通过选择限制停止的压板间隔LE小于限制开始的压板间隔LS的条件，可使塑模逐渐靠拢。

存贮器44可以存贮作为固定值的△L(=LS-LE)和时间常数T1的多个预选值。在这种情况下，操作人员设定限制开始的压板间隔LS并在多个预选值中选择最佳值，以获得最佳曲线。这就是说，微处理装置43可以从多条函数曲线中选择最佳曲线。

按照本发明第四至第六步骤，在任何情况下夹持压力都恒定地保持在夹持压力P2下，该压力是在V-P刚转换后立即检测出的。因此，可获得缓冲作用。此外，压板间隔控制在不会产生溢料的最大值范围内缩小。这样就可以避免出现像溢料、凹痕和变形等缺陷。

在阶段S12，微处理装置43判定压板间隔L是否与由函数曲线LP1限定的限制停止的压板间隔LE一致。如果压板间隔L与限制停止的压板间隔LE不一致，则操作返回到阶段S11。当一致时，则函数曲线LP1已形成，操作进入阶段S13。阶段S12可称为第七步骤。在阶段S13，微处理装置43在函数曲线LP1形成的结束时刻检测夹持压力P3(图7)并让存贮器44存贮夹持压力P3。在阶段S14，微处理装置43读入存贮在存贮器44中的夹持压力P3作为目标值。微处理装置43进一步控制压力控制阀42，以使夹持压力保持在目标值P3。阶段S14可称为第八步骤。

在阶段S14，随着夹持过程的进行，由于塑模的铸口逐渐被密封，填入塑模内的熔融树脂的数量变少。此外，由于熔融树脂冷却和固化后会产生收缩，所在压板间隔L减小。在阶段S15，微处理装置43监测压板间隔L的二阶微分值d²L/dt²，以检测压板间隔L变化曲线的拐点，即压板间隔L微分值△L的最小值。当微处理装置43没有检测到微分值L的最小值时，操作返回到阶段S14。当微分值△L的最小值被检测到时，操作进入阶段S16，在该阶段夹持压力增加，以开始注塑压缩。

参见图10，压板间隔L的变化曲线的拐点可通过检测压板间隔L的二阶段微分值d²L/dt²等于零而找到。阶段S15可称为第九步骤。

下文将提到开始进行注塑压缩的最佳时间。应注意到，注塑压缩的目的是为了补偿由夹持装置造成的模铸产品的熔融树脂材料的收缩。在这种情况下，当开始注塑压缩的时间过早时，熔融树脂材料的温度仍较高。这将导致熔融树脂从塑模的铸口向喷嘴回流，并且由于塑模内熔融树脂材料的运动而会产生凹痕。因此，注塑压缩的影响是不能预料的。另一方面，当开始注塑收缩的时间过迟时，塑模内的模铸产品的表面已固化，使压力不能均匀地施加到塑模内的整个模铸产品上。因此，当压缩力较小时，该压缩力可传输到尚未固化的部分。当压缩力较大时，施加到正在固化部分的压缩力过大，这会导致出现变形。

阶段S14和S15是基于下文将描述的知识进行的。通常，扩张塑模的力是从加热缸注入模内空腔的熔融树脂材料施加的。由于存在这种力，在塑模填满熔融树脂之后塑模的分隔表面之间会出现较小的开度(塑模开度)。在塑模填满熔融树脂之后，压缩过程进行到收缩过程。在此时，空腔内部的内压急剧升高，然后逐渐减小，除非注塑压力和夹持压力没有发生急剧变化。当对应于迅速冷却的较薄部分的熔融树脂材料固化并收缩以吸引对应于逐渐冷却的较厚部分的熔融树脂材料时，空腔内部的内压会大大减小。因此，与空腔内部的内压相关联的塑模开度△d的减小率会变得很高。换句话说，拐点也出现在表示时间与塑模开度△d之间关系的特性曲线上。类似的变化过程也表现在压板间隔上。

本发明人发现：从模铸产品的内应力、可变换性和外形的观点来看，在熔融树脂材料收缩进程中呈现最快的点处开始注塑压缩是最为有效的。显示出最大压板间隔L减小比率的特定点，即拐点是在夹持过程中熔融树脂材料收缩进程进行最快的时刻。根据上文所述，通过检测拐点可以自动地找到开始注塑压缩的最佳时间。

考虑到上述情况，在阶段S15中，夹持压力从拐点处开始增加，以便减小塑模的开度△d。空腔内部的内压提高并变得较为均匀。因此，可避免出现局部凹痕。

如上所述，在本发明的第八和第九步骤中，在压板间隔L达到最大值之后压板间隔L相对于时间的减小率变到最大的时刻，开始进行注塑压缩，以提高夹持压力。在这样控制之下，夹持压力增加的时间可自动地确定并且可最有效地减少出现的凹痕。

下文将描述模铸产品的特定实例。当施加的夹持力为75吨时进行注塑过程和夹持过程，直到可观察到溢料时为止。这时产生的凹痕约为40μm。另一方面，根据本发明，在一半的注塑/夹持压力下，凹痕可明显地减小到10μm。

在阶段S16，微处理装置43产生一线性延迟函数曲线P_p，该曲线从当前夹持压力升高到作为目标值的预定最大夹持压力PM。阶段S16可以称为第十步骤。微处理装置43控制压力控制阀42，使夹持压力遵循线性延迟函数曲线P_p变化。线性延迟函数曲线P_p可以称为预定上升曲线，并且当操作人员改变限制该曲线的时间常数T2时可按需要来设定该曲线，其方法与上述的函数曲线LP1相类似。应注意到，存贮器44可以存贮作为固定值的多个时间常数T2的预选值。为了得到最佳曲线，操作人员根据熔融树脂的固化率和模铸产品的外形，在这些预选值中选择一个特定值。另外，线性延迟函数曲线P_p也可以根据微处理装置43的处理能力用一个简单的函数，如线性函数来取代。

在阶段S17中，微处理装置43监测夹持压力P是否与由线性延迟函数P_p确定的预定最大夹持压力PM一致。当不一致时，操作返回到阶段S16。当一致时，操作进行到夹持过程结束的阶段S18。在阶段S15的拐点附近之后，塑模内的熔融树脂逐渐冷却并固化。在夹持压力P与预定的最大夹持压力PM一致的瞬间时刻，塑模的铸口已被密封从而不再需要施加夹持压力。所以，该瞬间时刻可以是夹持过程完成的条件。

如上所述，按照本发明，在注塑压缩按函数曲线P_p变化时，控制夹持压力并使之沿平滑的上升曲线变化，该曲线很容易由驱动源来执行。冷却和固化的熔融树脂的收缩可有利地由压缩来补偿。此外，也可以根据模铸产品的外形和熔融树脂的固化速率来适当修改上升曲线。上升曲线死点的确定，即夹持过程的完成可以自动进行。

按上述的方法，一个铸塑周期被完成。

下面将参照图11和12描述本发明的第二实施例。在图11中的控制操作类似于参照图5和6所描述过的控制操作，不同之处是图6中的阶段S16和S17被阶段S16′和S17′取代。

显示本发明特征的阶段S16′与参照图6所描述的阶段15相一致。在阶段S16′，微处理装置43产生一线性延迟函数曲线LP2(图12)，该曲线从当前压板间隔减小到作为目标值的预定最小压板间隔LM。微处理装置43控制压力控制阀42，使压板间隔按线性延迟函数曲线LP2变化。线性延迟函数曲线LP2可以称为预定上升曲线，并且当操作人员改变限定函数曲线的时间常数T3时，可按与线性延迟函数曲线LP1一相类似的方法直接设定该预定上升曲线。另外，存贮器44可以存贮作为固定值的多个时间常数T3的预定值。为了获得最佳曲线，操作人员可以根据熔融树脂材料的固化速率和模铸产品的外形在这些预定值中选择一特定值。另外，线性延迟函数曲线LP2也可根据微处理装置43的处理能力用一简单函数，如线性函数取代。

如上所述的本发明注塑压缩过程中，控制夹持压力并使之沿平滑的上升曲线变化，该曲线很容易由驱动源来执行。冷却和固化的熔融树脂的收缩可有利地由压缩操作来补偿。

在阶段S17′，微处理装置43监测压板间隔L是否与由线性延迟函数LP2确定的预定最小压板间隔LM一致。当一致时，操作进行到夹持过程结束的阶段S18。塑模内的熔融树脂材料在阶段S15的拐点附近之后逐渐冷却并固化。在按照线性延迟函数曲线LP2变化的压板间隔与预定最小压板间隔LM相一致的瞬间时刻，塑模的铸口已被密封并从而不再需要施加夹持压力。因此，这一瞬间时刻可以是夹持过程完成的条件。阶段S16′和S17′可统称为第十一步骤。

现在将参照图13描述本发明的第三实施例。在图13中，本发明第三实施例的控制部分类似于图4所示的控制部分，不同之处在于增加了树脂压力传感器51、第二压力传感器52和螺杆位置传感器53。树脂压力传感器51可设在喷嘴16(图1)或塑模处，并检测喷嘴或塑模内的树脂压力，以产生一个代表检测后的树脂压力的检测信号。该检测信号被送到微处理装置43。第二压力传感器52设在注塑缸14(图1)内并检测注塑缸14内的液压，以产生一个代表检测后的液压的检测信号，该信号提供给微处理装置43。螺杆位置传感器53设在螺旋杆13(图1)或它的驱动部分上并检测螺杆的位置，以产生一个代表检测后的螺杆位置的检测信号，该信号传送给微处理装置43。在该实施例中，微处理装置43还具有由计时器完成的时间监视功能。

现在将参照图14到16描述本发明第三实施例的控制操作。在图14和15中，本实施例的控制操作类似于图5和图6中所示的控制操作，不同之处在于阶段S6及S14至S17分别被S6′及S14′到S17′所取代。

在阶段S1，塑模在模铸操作开始之前靠拢。在阶段S2，塑模按传统的工作方式靠拢，并根据可动压板26位置的测量值或由压力传感器27发出的检测信号作出塑模靠拢的判定。

在阶段S3，微处理装置43让贮存器44将塑模靠拢的瞬间时刻的压板间隔L作为初始压板间隔LO存贮起来。在阶段S4，开始树脂的填充过程。填充过程一旦开始，微处理装置43就读入存贮器44在阶段S5存贮的初始压板间隔LO。微处理装置43响应由距离传感器28检测的压板间隔L来控制压力控制阀42，以便维持初始压板间隔LO作为目标值。其结果夹持压力P根据压板间隔L变化(如图16所示)。

在阶段S6′，微处理装置43监测来自螺杆位置传感器53的检测信号，并判断螺杆是否运动到预选的位置。当螺旋杆没有运动到预选位置时，操作返回到阶段S5。当螺旋杆运动到预选位置时，操作继续进入进行V-P转换的阶段S7。阶段S6′可称为第十二步骤。阶段S7可称为第十三步骤。

在阶段S7的V-P转换操作可根据监测树指压力传感器51或上述的第二压力传感器52的检测信号在微处理装置43内进行。具体地说，在装料过程开始之后，微处理装置43判断喷嘴16或塑模内的树脂压力是否达到预定值。当已达到预定值时，进行V-P转换。该判断操作可称为第二十一步骤。

微处理装置43可以独立地根据第二十一步骤判断注塑缸14内的液压是否增加到预定的液压。当达到预定的液压时，进行V-P转换。这种判定操作可称为第二十二步骤。此外，利用微处理装置43的定时器的时间监测功能，可在从装料过程开始到经过一段持续时间后进行V-P转换。这一操作可称为第二十三步骤。

接下来在装料过程转换到第十三步骤的夹持过程之后，微处理装置43在阶段S8让存贮器44将转换时刻的夹持压力P2存贮下来。按顺序进入阶段S9时，微处理装置43读入作为目标值存贮的夹持压力P2并控制压力控制阀42，使夹持压力P保持在目标值。阶段S8和S9可统称为第十四步骤。

在阶段S10，微处理装置43判断压板间隔L与限制开始的压板间隔LS是否一致。当不一致时，操作返回到阶段S9。当一致时，操作继续进入到阶段S11。阶段S10可以称为第十五步骤。

在阶段S11，当压板间隔L与限制开始的压板间隔LS一致时，微处理装置43产生一具有平滑形状的函数曲线LP1。函数曲线LP1延续到压板间隔L与限制停止的压板间隔LE相一致时为止。根据由函数曲线LP1确定的目标值，微处理装置43控制压力控制阀42，以便调整夹持压力P，使压板间隔按照函数曲线LP1变化。阶段S11可称为第十六步骤。

在阶段S12，微处理装置43判定压板间隔是否与由函数曲线LP1确定的限制停止的压板间隔LE相一致。如果压板间隔L与限制停止的压板间隔LE不一致，那么操作返回到阶段S11。当一致时，函数曲线LP1的生成被完成，并且操作继续进行到阶段S13。阶段S12可称为第十七步骤。在阶段13中，微处理装置43检测在函数曲线LP1生成结束时的夹持压力P3，并让存贮器44存贮夹持压力P3。

在阶段S14′，微处理装置43让定时器开始测量从生成的函数曲线LP1结束后持续的时间t1。根据作为目标值的夹持压力P3，微处理装置43控制压力控制阀42，以使夹持压力保持在目标值P3，直到预定的持续时间t1结束时为止。阶段S14可以称为第十八步骤。

在步骤S14′中，随着夹持过程的进行，由于塑模铸口逐渐被密封，装入塑模内的熔融树脂材料的装填数量也减小。此外，在塑模内冷却和固化的熔融树脂材料的收缩减小了压板间隔L。在阶段S15′中，微处理装置43在预定的持续时间t1的测量开始之后监测预定的持续时间t1是否已结束。当预定的持续时间t1没有结束，操作返回到阶段S14′。当预定的持续时间t1已结束，则操作继续进行到阶段S16′，在该阶段夹持压力增加并且开始注塑压缩。阶段S15′可称为第十九步骤。

正如上文中参照图11所作的描述那样，在阶段S16′中，微处理装置产生线性延迟函数曲线LP2，该曲线从当前压板间隔减小到作为目标值的预定最小压板间隔LM。微处理装置43控制压力控制阀42，使压板间隔L按线性延迟函数曲线LP2变化。与上述线性延迟函数曲线LP1相同，当操作人员改变限定函数曲线的时间常数T3时，可按需要设定线性延迟函数曲线LP2。另外，存贮器44可以存贮作为固定值的时间常数T3的预选值。为了获得最佳曲线，操作人员可根据熔融树脂材料的固化速率和模铸产品的外形在这些预选值中选择一个特定值。根据微处理装置43的处理能力，线性延迟函数曲线LP2可由一简单函数，例如线性函数来取代。

如上所述，在阶段S17′中，微处理装置43监测压板间隔L是否与由线性延迟函数曲线LP2限定的预定最小压板间隔LM相一致。当不一致时，操作返回到阶段S16′。当一致时，操作继续进行到夹持过程结束的阶段S18。阶段S16′和S17′可统称为第十二步骤。如上所述，一个模铸周期已完成。

虽然到现在为止已通过几个实施例描述了本发明，但本领域的专业技术人员也可按各种其它方式实施本发明。例如，虽然在上述实施例已描述了液压模铸装置，但本发明也可采用圆盘模铸装置或电动造型装置。在采用电动造型装置的情况下，控制因素不仅包括压力，还包括与压力对应的电流和转矩。

Claims (14)

1．一种注塑机的注塑方法，所述注塑机包括一个由连接到固定压板上的固定模和一个连接到可动压板上的移动模组成的塑模以及一个驱动所述可动压板以扩张和靠拢所述塑模的驱动源，该注塑机还包括：

一个距离传感器，用于检测作为压板间隔的所述固定压板和可动压板的两个初选位置之间的距离，以产生代表所述压板间隔的距离检测信号；

一个压力传感器，用于检测由所述驱动源施加的夹持压力，以产生代表所述夹持压力的压力检测信号；

一个设定装置，用于记录包括预选压板间隔和预选夹持压力的预选值；

一个控制装置，响应所述预选值、所述距离检测信号和所述压力检测信号来控制所述驱动源，以通过几个步骤调整所述压板间隔和所述夹持压力，

其特征在于，所述注塑方法包括装料过程和夹持过程的注塑周期，其中上述控制装置在所述装料过程中进行控制所述驱动源的第一步骤，使所述压板间隔具有预定值LO，以借助于靠拢所述塑模所需的最小夹持压力来夹持所述塑模。

2．按照权利要求1的注塑方法，其特征在于，上述控制装置在继所述第一步骤之后进行第二和第三步骤，所述第二步骤监测所述夹持压力、以判定所述夹持压力的上升曲线的斜率是否保持恒定，所述斜率是否达到预定范围，所述第三步骤在所述斜率保持恒定时或所述斜率达到所述预定范围时从所述装料过程转换到所述夹持过程。

3．按照权利要求2的注塑方法，其特征在于，上述控制装置在继所述第三步骤之后进行第四到第六步骤，所述第四步骤在从所述装料过程转换到所述夹持过程的瞬间时刻检测所述夹持压力，以便控制驱动源，从而保持被检测的所述夹持压力，所述第五步骤判定在树脂装料过程的进程中所述压板间隔是否达到第一预定值LS，所述第六步骤控制所述驱动源，以调整所述夹持压力，使所述压板间隔在所述压板间隔达到所述第一预定值LS之后按预定变化曲线变化，所述预定变化曲线在第二预定值LE处具有一个到达点。

4．按照权利要求3的注塑方法，其特征在于，上述控制装置按所述预定变化曲线产生一函数曲线，该函数曲线具有可进行合理修正的形状。

5．按照权利要求3的注塑方法，其特征在于，上述控制装置从几个预定曲线中选择所述预定变化曲线。

6．按照权利要求3的注塑方法，其特征在于，上述控制装置在继所述第六步骤之后进行第七到第九步骤，所述第七步骤判定所述压板间隔是否达到所述第二预定值LE，所述第八步骤在所述压板间隔达到所述第一预定值LE时检测那一时刻的夹持压力，以便控制所述驱动源，从而保持被检测的夹持压力，所述第九步骤是在所述第八步骤之后检测由于在横内冷却和固化的熔融树脂材料的收缩造成所述压板间隔减小的下降曲线的拐点，所述控制装置在所述拐点被检测之后起动注塑压缩操作。

7．按照权利要求6的注塑方法，其特征在于，上述控制装置在继所述第九步骤之后进行第十步骤，所述第十步骤控制所述驱动源，使所述夹持压力在所述拐点被检测之后按预定的上升曲线变化，所述预定的上升曲线在预定值PM处有一到达点。

8．按照权利要求7的注塑方法，其特征在于，上述控制装置按所述预定的上升曲线产生具有可按需要进行修正的形状的函数曲线。

9．按照权利要求7的注塑方法，其特征在于，上述控制装置在多个预定曲线中选择所述预定的上升曲线。

10．按照权利要求7的注塑方法，其特征在于，上述控制装置在所述夹持压力达到所述第十步骤的所述预定值PM时结束所述夹持过程。

11．按照权利要求6的注塑方法，其特征在于，上述控制装置在所述拐点被检测时，继所述第九步骤之后进行第十一步骤，所述第十一步骤控制所述驱动源，使所述压板间隔按预定的上升曲线变化，所述上升曲线具有在预定值LM处的到达点，所述控制装置在所述压板间隔达到所述第十一步骤的所述预定值LM时结束所述夹持过程。

12．按照权利要求11的注塑方法，其特征在于，上述控制装置按所述预定的上升曲线产生具有可按需要进行修正的形状的函数曲线。

13．按照权利要求11的注塑方法，其特征在于，上述控制装置在多个预定曲线中选择所述预定的上升曲线。

14．按照权利要求1的注塑方法，其特征在于，上述控制装置还包括螺杆位置检测装置，用于检测螺杆的位置，以产生一个代表所述螺杆位置的螺杆位置检测信号，该控制装置继所述第一步骤之后进行下列步骤：

第十二步骤，响应所述螺杆位置检测信号判断所述螺杆是否到达预定位置；

第十三步骤，当判定所述螺杆到达所述预定位置时，从所述装料过程转换到所述夹持过程；

第十四步骤，当所述夹持过程开始时，检测从所述装料过程转换到所述夹持过程的瞬间时刻的所述夹持压力，以控制所述驱动源从而保持被检测的所述夹持压力；

第十五步骤，判定所述压板间隔是否随着所述装料过程的进程而达到第一预定值LS；

第十六步骤，控制所述驱动源，以调整所述夹持压力，使所述压板间隔在判定所述压板间隔达到所述第一预定值LS之后按照预定变化曲线变化，该预定变化曲线在第二预定值LE处有一到达点；

第十七步骤，判定所述间隔是否达到所述第一预定值LE；

第十八步骤，当所述压板间隔达到所述第二预定值LE时，检测在该时刻的所述夹持压力，以控制所述驱动源，从而在预定的持续时间t1过程中保持被检测的夹持压力；

第十九步骤，判定所述预定持续时间t1是否已结束；

第二十步骤，控制所述驱动源，使所述压板间隔在判定所述预定持续时间t1已结束之后按照在预定值LM处具有到达点的上升曲线变化；

所述控制装置在所述压板间隔达到所述第二十步骤的所述预定值LM时结束所述夹持过程。

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