CN114872291A - 一种垃圾桶注塑模具恒温控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垃圾桶注塑模具恒温控制系统及方法。解决现有技术中注塑机温度控制不稳定，造成工件开裂或材质发生改变，影响工件质量的问题。模具包括型腔模和型芯模，系统包括控制器、水温控制器，在型腔模和型芯模上均匀分隔成若干层调温层，每个调温层内包括型腔模内设置的外调温流道，型芯模内设置的内调温流道，内外调温流道通过进水管道连接至水温控制器，在每个调温层位上设置有若干温度传感器；调温过程中采用第一阶段温度调节和逐梯级温度调节相结合的方式，在靠近恒温温度后采用逐梯级温度调节，为精确调节，温度呈阶梯状变化逐渐靠近恒温温度，温度调节更加平稳，防止温度突变导致注塑件发生开裂或材质发生改变的问题。
Description
技术领域
本发明涉及模具注塑技术领域，尤其是涉及一种垃圾桶注塑模具恒温控制系统及方法。
背景技术
塑料垃圾桶在人们生活中广泛使用，这些塑料垃圾桶一般使用模具通过注塑制作而成。在注塑过程中模具温度控制很重要，需要模具以及内部温度保持在一个相对稳定的区间，而目前很多注塑机在温度控制方面还未做的很好，温度调节不够精确，容易产生温度突变，而导致工件因温度急剧变化而发生开裂以及材料性质发生改变，影响工件的质量。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中注塑机温度控制不稳定，造成工件开裂或材料性质发生改变，影响工件质量的问题，提供了一种垃圾桶注塑模具恒温控制系统及方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种垃圾桶注塑模具恒温控制系统，模具包括相拼合的型腔模和型芯模，包括控制器、水温控制器，在型腔模和型芯模上沿开模方向均匀分隔成若干层调温层，每个调温层内包括型腔模内环绕型腔设置的外调温流道，型芯模内环绕设置的内调温流道，外调温流道通过第一进水管道连接至水温控制器，内调温流道通过第二进水管道连接至水温控制器，在每个调温层位于型腔模上嵌入设置有若干温度传感器，水温控制器、温度传感器分别与控制器连接；调温层分隔可以为物理上分隔或只是进行划分分隔，物理分隔可以在型腔内各调温层之间设置隔板，以减少调温层相互之间的影响。调温层平行水平面，每个调温层都包含位于型腔模内的外调温流道和位于型芯模内的内调温流道，以及嵌入安装在型腔模上的温度传感器，温度传感器可以设置多个，环绕型腔模设置，温度传感器紧靠型腔模型腔表面。
温度传感器：实时检测所在调温层的实际温度，将检测信息发送给控制器；
控制器：根据实际温度值与恒温温度的温差对各调温层进行第一阶段温度调节判断，将温度调节温度至上下限温度；然后逐梯级对各调温层进行温度调节，在实际温度达到恒温温度时停止温度调节，在实际温度超出恒温温度区间后对相应调温层进行逐梯级温度调节，将温度稳定在恒温温度区间内。
本发明调温过程中采用第一阶段温度调节和逐梯级温度调节相结合的方式，第一阶段温度调节采用快速温度调节，为粗调节，为了使得温度迅速逼近恒温温度，在靠近恒温温度后采用逐梯级温度调节，为精确调节，温度呈阶梯状变化逐渐靠近恒温温度，温度调节更加平稳，防止温度突变导致注塑出现问题。
一种垃圾桶注塑模具恒温控制方法，采用权利要求1中的系统，包括以下步骤：
步骤1.设定温度监控参数，包括恒温温度、恒温温度区间、上限温度和下限温度，将模具沿开模方向均匀分隔成若干包含调温流道的调温层；
步骤2.实时检测模具内的实际温度，根据实际温度与恒温温度的温差对各调温层进行第一阶段温度调节判断，将温度调节温度至上下限温度；
步骤3.逐梯级对各调温层进行温度调节，在实际温度达到恒温温度时停止调节；
步骤4.实时检测各调温层实际温度，对超出恒温温度区间的调温层进行逐梯级温度调节，将温度稳定在恒温温度区间内。
作为一种优选方案，所述步骤2具体过程包括：
（2-1）获取各调温层的实际温度，计算实际温度与恒温温度的差值绝对值，获取其中的最小值作为比较值△T ；
（2-2）判断△T是否大于阈值Ta，若是进行加热或冷却判断，若否进入步骤（2-4）；阈值Ta为上限温度与恒温温度的差值。
（2-3）判断△T是否大于零，若是进行冷却，控制外调温流道和内调温流道同时注入低温度水，直到调温层温度达到上限温度，内调温流道停止注入低温度水，进入步骤3；若否进行加热，控制外调温流道和内调温流道同时注入高温度水，直到调温层温度达到下限温度，内调温流道停止注入高温度水，进入步骤3；将实际温度减去恒温温度后取绝对值获得差值绝对值，再从中选取最大值作为比较值△T，根据△T是否大于零即判断正数还是负数来判断实际温度的高低。注入的低温度水和高温度水可以根据需求进行温度设定，以决定调温速度。低温度水温度至少低于恒温温度，高温度水温度至少高于恒温温度。同时在外调温流道和内调温流道注入水，调高调温速度，在第一阶段能快速将模具温度调节至上限温度或下限温度，为后续逐梯级调节温度做准备。在调温层温度达到上限温度或下限温度后，进入逐梯级温度调节，此时内调温流道停止注入水，而只由外调温流道注入水进行温度调节，以实现更精确更稳定的温度调节。
（2-4）判断实际温度是否在恒温温度区间内，若否进入步骤3，若是不进行温度调节，进入步骤4。
作为一种优选方案，所述步骤3具体包括：
（3-1）根据实际温度与恒温温度的差值绝对值，将其细化分成多个温度区间；
（3-2）控制外调温流道注入水，调节各调温层温度至当前所在温度区间上限值或下限值，外调温流道停止注入水；这里停止注入水为暂停继续向外调温流道内注入低温度或高温度水，而外调温流道内仍然充满水但不进行流动，靠外调温流道内水的余温来保持温度稳定在温度区间内。
（3-3）判断是否所有调温层的温度都达到了温度区间上限值或下限值，若是进入下一相邻温度区间进行温度调节，若否继续进行当前判断；
（3-4）重复步骤（3-2）和步骤（3-3），直到调温层温度调节到恒温温度，外调温流道停止注入水。这里只有在所有调温层温度都达到了所在温度区间上限值或下限值时，才开始进行下一相邻温度区间温度调节。在这过程中在达到温度区间上限值或下限值后温度可能存在反复，但由于各调温层之间温差较小，在达到温度区间上下限值时间较短，温度损失比较小，因此只需判断所有调温层是否都达到过温度区间上限值或下限值即可。当进行加热调节时，根据温度区间上限值进行判断，所有调温层温度达到温度区间上限值后，进行更高温度区间温度调节。当进行冷却调节时，根据温度区间下限值进行判断。
作为一种优选方案，所述步骤4具体包括：
（4-1）实时检测各调温层实际温度；
（4-2）判断调温层实际温度是否超出恒温温度区间，若否不进行温度调节，若是对该调温层进行逐梯级温度调节，直到将温度调节到恒温温度区间内。在经过逐梯级温度调节将温度调节到恒定温度后停止对外调温流道注水，之后一段时间内调温区温度发生变化，直至超出了恒温温度区间，则对超出恒温温度区间的调温层进行温度调节，同样也是采用逐梯级温度调节，将温度调节至恒温温度区间内。在设置温度区间时，使得温度区间的上下限不与恒温温度区间的上下限重合，恒温温度区间的上限值和下限值都是位于对应的温度区间内，在调温过程中完成包含恒温温度区间的上限值或下限值的温度区间的温度调节，温度调节到了恒温温度区间内。
作为一种优选方案，上限温度大于恒温温度区间上限值，下限温度小于恒温温度区间下限值。
作为一种优选方案，细分后的温度区间越靠近恒温温度，温度区间范围越小。使得实际温度能够逐渐稳定在恒温温度，实现精准的温度控制。
因此，本发明的优点是：采用第一阶段温度调节和逐梯级温度调节相结合的方式，第一阶段温度调节采用快速温度调节，为粗调节，为了使得温度迅速逼近恒温温度，在靠近恒温温度后采用逐梯级温度调节，为精确调节，温度呈阶梯状变化逐渐靠近恒温温度，温度调节更加平稳，防止温度突变导致注塑件发生开裂或材质发生改变的问题。
附图说明
图1是本发明模具的一种结构剖视示意图；
图2是本发明方法的一种流程示意图。
1-型腔模 2-型芯模 3-外调温流道 4-内调温流道 5-温度传感器 6-调温层。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
本实施例一种垃圾桶注塑模具恒温控制系统，如图1所示，模具包括相拼合的型腔模1和型芯模2，系统还包括控制器、水温控制器。在型腔模和型芯模上沿开模方向均匀分隔成若干层调温层，如图中所示位于两虚线之间，图中只是对部分调温区进行标识。该调温层可以为物理上分隔或只是进行划分，物理上分隔在模具内每层调温层之间设置隔板，隔板只位于型腔模或型芯模近模腔一侧且位于调温流道之间，通过该物理分隔以减少调温层相互之间的温度影响。
每个调温层内包括型腔模内环绕型腔设置的外调温流道3，型芯模内环绕设置的内调温流道5，水温控制器包括蓄水设备，输出设定温度的水，水温控制器具有两个，分别为第一水温控制器和第二水温控制器，外调温流道通过第一进水管道连接至第一水温控制器，内调温流道通过第二进水管道连接至第二水温控制器，在每个调温层位于型腔模上嵌入设置有若干温度传感器5，水温控制器、温度传感器分别与控制器连接；该内调温流道和外调温流道都为环形流道，优选的设置在同一平面内，且位于同一调温层中间部分，温度传感器设置在型腔模上近模腔且位于调温层中间位置，使得更准确的对调温层温度进行检测。
温度传感器：实时检测所在调温层的实际温度，将检测信息发送给控制器；
控制器：根据实际温度值与恒温温度的温差对各调温层进行第一阶段温度调节判断，将温度调节温度至上下限温度；然后逐梯级对各调温层进行温度调节，在实际温度达到恒温温度时停止温度调节，在实际温度超出恒温温度区间后对相应调温层进行逐梯级温度调节，将温度稳定在恒温温度区间内。
实施例2：
本实施例一种垃圾桶注塑模具恒温控制方法，如图2所述，包括以下步骤：
步骤1.设定温度监控参数，包括恒温温度、恒温温度区间、上限温度和下限温度，将模具沿开模方向均匀分隔成若干包含调温流道的调温层；
步骤2.实时检测模具内的实际温度，根据实际温度与恒温温度的温差对各调温层进行第一阶段温度调节判断，将温度调节温度至上下限温度；具体包括：
（2-1）获取各调温层的实际温度，计算实际温度与恒温温度的差值绝对值，获取其中的最小值作为比较值△T；
（2-2）判断△T是否大于阈值Ta，若是进行加热或冷却判断，若否进入步骤（2-4）；
（2-3）判断△T是否大于零，若是进行冷却，控制外调温流道和内调温流道同时注入低温度水，直到调温层温度达到上限温度，内调温流道停止注入低温度水，进入步骤3；若否进行加热，控制外调温流道和内调温流道同时注入高温度水，直到调温层温度达到下限温度，内调温流道停止注入高温度水，进入步骤3；其中上限温度大于恒温温度区间上限值，下限温度小于恒温温度区间下限值。注入的低温度水和高温度水可以根据需求进行温度设定，以决定调温速度。低温度水温度至少低于恒温温度，高温度水温度至少高于恒温温度。
（2-4）判断实际温度是否在恒温温度区间内，若否进入步骤3，若是不进行温度调节，进入步骤4。
步骤3.逐梯级对各调温层进行温度调节，在实际温度达到恒温温度时停止调节；具体包括：
（3-1）根据实际温度与恒温温度的差值绝对值，将其细化分成多个温度区间；温度区间细分采用温度区间越靠近恒温温度，温度区间范围越小方式。
（3-2）控制外调温流道注入水，调节各调温层温度至当前所在温度区间上限值或下限值，外调温流道停止注入水；停止注入水为暂停继续向外调温流道内注入低温度或高温度水，而外调温流道内仍然充满水但不进行流动，靠外调温流道内水的余温来保持温度稳定在温度区间内。
（3-3）判断是否所有调温层的温度都达到了温度区间上限值或下限值，若是进入下一相邻温度区间进行温度调节，若否继续进行当前判断；在这过程中在达到温度区间上限值或下限值后温度可能存在反复，但由于各调温层之间温差较小，在达到温度区间上下限值时间较短，温度损失比较小，只需判断所有调温层是否都达到过温度区间上限值或下限值。
（3-4）重复步骤（3-2）和步骤（3-3），直到调温层温度调节到恒温温度，外调温流道停止注入水。
步骤4.实时检测各调温层实际温度，对超出恒温温度区间的调温层进行逐梯级温度调节，将温度稳定在恒温温度区间内。具体包括：
（4-1）实时检测各调温层实际温度；
（4-2）判断调温层实际温度是否超出恒温温度区间，若否不进行温度调节，若是对该调温层进行逐梯级温度调节，直到将温度调节到恒温温度区间内。逐梯级温度调节与步骤3中方式一样，在本步骤中只需将温度调节到恒温温度区间内。在设置温度区间时，使得温度区间的上下限不与恒温温度区间的上下限重合，则恒温温度区间的上限值和下限值位于对应的温度区间内，在调温过程中完成包含恒温温度区间的上限值或下限值的温度区间的温度调节，温度调节到对应温度区间的上限值或下限值时即位于恒温温度区间内。后续再持续实时检测调温层温度，只要温度超出恒温温度区间就进行温度调节，使得温度稳定在恒温温度区间内。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了型腔模、型芯模、外调温流道、内调温流道、温度传感器、调温层等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (7)
1.一种垃圾桶注塑模具恒温控制系统，模具包括相拼合的型腔模和型芯模，其特征在于：包括控制器、水温控制器，在型腔模和型芯模上沿开模方向均匀分隔成若干层调温层，每个调温层内包括型腔模内环绕型腔设置的外调温流道，型芯模内环绕设置的内调温流道，外调温流道通过第一进水管道连接至水温控制器，内调温流道通过第二进水管道连接至水温控制器，在每个调温层位于型腔模上嵌入设置有若干温度传感器，水温控制器、温度传感器分别与控制器连接；
温度传感器：实时检测所在调温层的实际温度，将检测信息发送给控制器；
控制器：根据实际温度值与恒温温度的温差对各调温层进行第一阶段温度调节判断，将温度调节温度至上下限温度；然后逐梯级对各调温层进行温度调节，在实际温度达到恒温温度时停止温度调节，在实际温度超出恒温温度区间后对相应调温层进行逐梯级温度调节，将温度稳定在恒温温度区间内。
2.一种垃圾桶注塑模具恒温控制方法，采用权利要求1中的系统，其特征是包括以下步骤：
步骤1.设定温度监控参数，包括恒温温度、恒温温度区间、上限温度和下限温度，将模具沿开模方向均匀分隔成若干包含调温流道的调温层；
步骤2.实时检测模具内的实际温度，根据实际温度与恒温温度的温差对各调温层进行第一阶段温度调节判断，将温度调节温度至上下限温度；
步骤3.逐梯级对各调温层进行温度调节，在实际温度达到恒温温度时停止调节；
步骤4.实时检测各调温层实际温度，对超出恒温温度区间的调温层进行逐梯级温度调节，将温度稳定在恒温温度区间内。
3.根据权利要求2所述的一种垃圾桶注塑模具恒温控制方法，其特征是所述步骤2具体过程包括：
（2-1）获取各调温层的实际温度，计算实际温度与恒温温度的差值绝对值，获取其中的最小值作为比较值△T；
（2-2）判断△T是否大于阈值Ta，若是进行加热或冷却判断，若否进入步骤（2-4）；
（2-3）判断△T是否大于零，若是进行冷却，控制外调温流道和内调温流道同时注入低温度水，直到调温层温度达到上限温度，内调温流道停止注入低温度水，进入步骤3；若否进行加热，控制外调温流道和内调温流道同时注入高温度水，直到调温层温度达到下限温度，内调温流道停止注入高温度水，进入步骤3；
（2-4）判断实际温度是否在恒温温度区间内，若否进入步骤3，若是不进行温度调节，进入步骤4。
4.根据权利要求3所述的一种垃圾桶注塑模具恒温控制方法，其特征是所述步骤3具体包括：
（3-1）根据实际温度与恒温温度的差值绝对值，将其细化分成多个温度区间；
（3-2）控制外调温流道注入水，调节各调温层温度至当前所在温度区间上限值或下限值，外调温流道停止注入水；
（3-3）判断是否所有调温层的温度都达到了温度区间上限值或下限值，若是进入下一相邻温度区间进行温度调节，若否继续进行当前判断；
（3-4）重复步骤（3-2）和步骤（3-3），直到调温层温度调节到恒温温度，外调温流道停止注入水。
5.根据权利要求4所述的一种垃圾桶注塑模具恒温控制方法，其特征是所述步骤4具体包括：
（4-1）实时检测各调温层实际温度；
（4-2）判断调温层实际温度是否超出恒温温度区间，若否不进行温度调节，若是对该调温层进行逐梯级温度调节，直到将温度调节到恒温温度区间内。
6.根据权利要求2-5任一项所述的一种垃圾桶注塑模具恒温控制方法，其特征是上限温度大于恒温温度区间上限值，下限温度小于恒温温度区间下限值。
7.根据权利4所述的一种垃圾桶注塑模具恒温控制方法，其特征是细分后的温度区间越靠近恒温温度，温度区间范围越小。
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