CN116353008B - 一种在线评估注塑机精度与稳定性的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及注塑成型技术领域，具体是一种在线评估注塑机精度与稳定性的测量方法。测量方法主要包括：1)开发测试模具，并安装必要的数字获取终端设备；2)按照测试模具制品的质量标准，包括外观、尺寸等在某台注塑机上进行试制，制品品质合格后该制品的注塑过程标记为参照标准；3)在其它注塑机上测试，按照注塑机能否实现与参照标准相同的注塑过程对测试注塑机进行评估，以及将注塑机的稳定性纳入计分标准，对注塑机进行评分，按照评分阈值，低于阈值的注塑机进行维修保养。本发明运用数据手段，将成型的过程变得可量化，可量化测试注塑机的精度与磨损状态，确保产品满足高品质要求，可以进行更经济、有针对性的维修与保养，节约维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及注塑成型技术领域，尤其是一种在线评估注塑机精度与稳定性的测量方法。
背景技术
注塑制品在注塑模具状态良好的情况下，能否注塑制备出外观良好、尺寸合格、无飞边缺陷、无缩痕缺陷的制品取决于注塑机的能力，包括注射能力、保压能力与锁模能力。量产中注塑制品合格率与注塑机的稳定性直接相关，注塑机的稳定性受控制精度、响应时间、螺杆磨损等影响。获取准确的稳定性数据可以进行更经济、有针对性的维修与保养，节约维护成本。故亟需可用于量化测试注塑机的精度与磨损状态的评估方案。
发明内容
故，本发明设计人员鉴于上述现有的问题以及缺陷，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并经过从事于此行业的多年研发经验技术人员的不断实验以及修改，最终导致该在线评估注塑机精度与稳定性的测量方法的出现。
为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种在线评估注塑机精度与稳定性的测量方法，包括以下步骤：
a)根据注塑机的吨位，制作测试模具，设定测试模具制品的质量标准，在测试模具上安装用于监测注塑过程中模腔特性的数字终端设备；
b)将测试模具安装在对应吨位等级的注塑机上进行试制，在制品达到质量标准后，该注塑机视为标准注塑机，该制品的注塑过程标记为参照标准；
c)在其他同吨位等级的注塑机上安装测试模具，按照注塑机能否实现与参照标准的注塑过程进行注塑过程能力评分；同时按照成型制品的技术特性进行注塑机稳定性评分；
d)将注塑过程能力评分和注塑机稳定性评分结合进行总评，设定总评分数阈值，低于总评分数阈值的注塑机进行维修保养。
作为本发明所公开技术方案的进一步改进，在步骤a中，所述测试模具的溶体体积Q为注塑机溶胶量的30％-70％，所述测试模具所需锁模力为注塑机能提供最大锁模力的80％以下。
作为本发明所公开技术方案的进一步改进，所述测试模具所成型制品的包括第一厚度部、第二厚度部和第三厚度部，所述第一厚度部的厚度为4mm，第二厚度部的厚度为3mm，所述第三厚度部的厚度为2mm。
作为本发明所公开技术方案的更进一步改进，所述第一厚度部、第二厚度部和第三厚度部均成长方体，所述第一厚度部、第二厚度部和第三厚度部的长度均为L，所述第一厚度部的宽度为0.7L，所述第二厚度部的宽度为0.5L，所述第三厚度部的宽度为0.3L。
作为本发明所公开技术方案的更进一步改进，各注塑机成型采用的材料为纯聚碳酸酯，熔融指数为MF I 8-12g/10mi n。
作为本发明所公开技术方案的更进一步改进，在步骤b中，制品的质量标准为：制品无外观缺陷和内部缺陷，尺寸符合公差要求，在长度方向的公差为±0.1mm，宽度方向的公差为±0.05mm，厚度方向的公差为±0.02mm。
作为本发明所公开技术方案的更进一步改进，在步骤a中，监测注塑过程中模腔特性的数字终端设备包括安装于模腔靠近浇口处的第一压力传感器、安装在模腔填充末端的第二压力传感器以及安装在测试模具模腔内壁中间部位的温度传感器；数字终端设备根据注塑过程中所述第一压力传感器采集的各注射时间点的压力数据生成靠近浇口的模腔第一压力曲线，数字终端设备根据注塑过程中所述第二压力传感器采集的各注射时间点的压力数据生成流程末端的模腔第二压力曲线，数字终端设备根据注塑过程中所述温度传感器采集的各注射时间点的温度数据生成模腔温度曲线。
作为本发明所公开技术方案的更进一步改进，在步骤c中，
注塑过程能力评分包括注射速度评分和模腔压力曲线评分，
对于注射速度评分，注射速度根据模腔第一压力曲线上产生零值以上压力的横轴时间起点计算，将被测注塑机注射速度与标准注塑机注射速度对比，得到注射速度偏差α，偏差α从1％-10％分为10档，评分依次从10-1，记为计分A；
对于模腔压力曲线评分，将被测注塑机的模腔第一压力曲线与标准注塑机的模腔第一压力曲线进行对比，计算模腔峰值压力偏差β1和压力时间积分面积偏差β2之和，得到压力曲线偏差β，偏差β从1％-10％分为10档，评分依次从10-1，记为计分B；
注塑机稳定性评分包括制品重量评分和制品长度尺寸评分，
对于制品重量评分，将被测注塑机的成型制品重量与标准注塑机成型制品重量进行对比，得到制品重量偏差γ，偏差γ从0.1％-1％分为10档，评分依次从10-1，记为计分C；
对于制品长度尺寸评分，将被测注塑机的成型制品长度与标准注塑机成型制品长度进行对比，得到制品长度差值δ，差值δ从0.01mm-0.1mm分为10档，评分依次从10-1，记为计分D；
在步骤d中，总评分数＝计分A+计分B+计分C+计分D。
作为本发明所公开技术方案的更进一步改进，对于模腔压力曲线评分，还包括对压力曲线偏差β进行第一加权修正，第一加权修正是将被测注塑机的模腔第二压力曲线与标准注塑机的模腔第二压力曲线进行对比，计算第二压力曲线的压力时间积分面积偏差ε，在第一加权修正后，压力曲线偏差β＝β1+β2*(1+ε)。
作为本发明所公开技术方案的更进一步改进，对于模腔压力曲线评分，还包括对压力曲线偏差β进行第二加权修正，第一加权修正是将被测注塑机的模腔温度曲线与标准注塑机的模腔温度曲线进行对比，计算模腔温度曲线的温度时间积分面积偏差η，在第二加权修正后，压力曲线偏差β＝β1+β2*(1+ε)*(1+η)。
在本发明所公开的技术方案中，第一部分，开发测试模具，并安装必要的数字获取终端设备；第二部分，按照测试模具制品的质量标准，包括外观、尺寸等在某台注塑机上进行试制，制品品质合格后该制品的注塑过程标记为参照标准；第三部分，在需要测试的其它注塑机上测试，按照注塑机能否实现与参照标准相同的注塑过程对测试注塑机进行评估，以及将注塑机的稳定性纳入计分标准，对注塑机进行评分，按照评分阈值，低于阈值的注塑机进行维修保养。本发明借助统一的测试模具，运用数据手段，将成型的过程变得可量化，展示了一种注塑机精度与稳定性的测量技术，用于可量化测试注塑机的精度与磨损状态，确保产品满足高品质要求，获取准确的稳定性数据可以进行更经济、有针对性的维修与保养，节约维护成本。
更为重要的是，注塑过程能力评分包括了注射速度评分和模腔压力曲线评分，注塑机稳定性评分包括了制品重量评分和制品长度尺寸评分，同时还借助数字化终端，对靠近浇口的模腔压力特性、流程末端的模腔压力特性以及模腔温度特性进行对比并着重对模腔压力曲线偏差进行修正，是对整个注塑系统的透彻认识，对工艺参数的深层次管控，显著提升对注塑机精度与稳定性的评估能力和准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明在线评估注塑机精度与稳定性的测量方法的流程图。
图2是测试模具成型制品的正面视图。
图3是测试模具成型制品的侧面视图。
图4是模腔第一压力曲线的对比图。
图5是模腔第二压力曲线的对比图。
图6是模腔温度曲线的对比图。
11-第一厚度部；12-第二厚度部；13-第三厚度部。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明的一种实施方式中，提出了一种在线评估注塑机精度与稳定性的测量方法，包括以下步骤：
a)根据注塑机的吨位，制作测试模具，设定测试模具制品的质量标准，在测试模具上安装用于监测注塑过程中模腔特性的数字终端设备；
b)将测试模具安装在对应吨位等级的注塑机上进行试制，在制品达到质量标准后，该注塑机视为标准注塑机，该制品的注塑过程标记为参照标准；
c)在其他同吨位等级的注塑机上安装测试模具，按照注塑机能否实现与参照标准的注塑过程进行注塑过程能力评分；同时按照成型制品的技术特性进行注塑机稳定性评分；
d)将注塑过程能力评分和注塑机稳定性评分结合进行总评，设定总评分数阈值，低于总评分数阈值的注塑机进行维修保养。
在实际应用中，该在线评估注塑机精度与稳定性的测量方法至少取得了以下几方面的有益技术效果，具体为：
1)测试模具有助于建立统一的测试手段，并提出易于判定的制品质量标准；
2)借助于数字终端设备，能够准确测定各种监测参数数据，将成型的过程变得可量化，展示了一种注塑机精度与稳定性的测量技术；确保产品满足高品质要求，获取准确的稳定性数据可以进行更经济、有针对性的维修与保养，节约维护成本。
为了确保测量时，注塑机具备良好的状态能力，在步骤a中，所述测试模具的溶体体积Q为注塑机溶胶量的30％-70％，所述测试模具所需锁模力为注塑机能提供最大锁模力的80％以下。
再者，为了提升测试模具制品具有较高产品结构特性的代表性，如图2、3所示，所述测试模具所成型制品的包括第一厚度部11、第二厚度部12和第三厚度部13，第一厚度部11的厚度为4mm，第二厚度部12的厚度为3mm，第三厚度部13的厚度为2mm。第一厚度部11、第二厚度部12和第三厚度13部均成长方体，第一厚度部11、第二厚度部12和第三厚度部13的长度均为L，第一厚度部11的宽度为0.7L，第二厚度部12的宽度为0.5L，第三厚度部13的宽度为0.3L。
为了确保成型制品具有标准价值，在步骤b中，制品的质量标准为：制品无外观缺陷和内部缺陷，尺寸符合公差要求，在长度方向的公差为±0.1mm，宽度方向的公差为±0.05mm，厚度方向的公差为±0.02mm。
注塑原料采用的材料为透明的纯聚碳酸酯，以清晰地显现试样外部与内部缺陷，材料的熔融指数为MF I 8-12g/10mi n。
作为上述技术方案的进一步细化，在步骤a中，监测注塑过程中模腔特性的数字终端设备包括安装于模腔靠近浇口处的第一压力传感器、安装在模腔填充末端的第二压力传感器以及安装在测试模具模腔内壁中间部位的温度传感器；数字终端设备根据注塑过程中所述第一压力传感器采集的各注射时间点的压力数据生成靠近浇口的模腔第一压力曲线，数字终端设备根据注塑过程中所述第二压力传感器采集的各注射时间点的压力数据生成流程末端的模腔第二压力曲线，数字终端设备根据注塑过程中所述温度传感器采集的各注射时间点的温度数据生成模腔温度曲线。
为了提升评估准确度，又提出了更为详尽多维的评估项目，在步骤c中，
注塑过程能力评分包括注射速度评分和模腔压力曲线评分，
如图4所示，虚线为标准注塑机测试曲线，作为参照，实线为被测试注塑机测试曲线。对于注射速度评分，注射速度根据模腔第一压力曲线上产生零值以上压力的横轴时间起点计算，将被测注塑机注射速度与标准注塑机注射速度对比，得到注射速度偏差α，偏差α从1％-10％分为10档，评分依次从10-1，记为计分A；
对于模腔压力曲线评分，将被测注塑机的模腔第一压力曲线与标准注塑机的模腔第一压力曲线进行对比，计算模腔峰值压力偏差β1和压力时间积分面积偏差β2之和，得到压力曲线偏差β，偏差β从1％-10％分为10档，评分依次从10-1，记为计分B；
注塑机稳定性评分包括制品重量评分和制品长度尺寸评分，
对于制品重量评分，将被测注塑机的成型制品重量与标准注塑机成型制品重量进行对比，得到制品重量偏差γ，偏差γ从0.1％-1％分为10档，评分依次从10-1，记为计分C；
对于制品长度尺寸评分，将被测注塑机的成型制品长度与标准注塑机成型制品长度进行对比，得到制品长度差值δ，差值δ从0.01mm-0.1mm分为10档，评分依次从10-1，记为计分D；
在步骤d中，总评分数＝计分A+计分B+计分C+计分D。
需要说明的是，上述四项计分总和的总评分数最高是40分，设定的总评分数阈值可以根据注塑机的吨位以及实际成型产品的类型来设定，如总评分数阈值可以在24-30分之间进行调整。
以下提供了详细的评分表。
如图5所示，虚线为标准注塑机测试曲线，作为参照，实线为被测试注塑机测试曲线。作为上述技术方案的进一步细化，对于模腔压力曲线评分，还包括对压力曲线偏差β进行第一加权修正，第一加权修正是将被测注塑机的模腔第二压力曲线与标准注塑机的模腔第二压力曲线进行对比，计算第二压力曲线的压力时间积分面积偏差ε，在第一加权修正后，压力曲线偏差β＝β1+β2*(1+ε)。
如图6所示，虚线为标准注塑机测试曲线，作为参照，实线为被测试注塑机测试曲线。对于模腔压力曲线评分，还包括对压力曲线偏差β进行第二加权修正，第一加权修正是将被测注塑机的模腔温度曲线与标准注塑机的模腔温度曲线进行对比，计算模腔温度曲线的温度时间积分面积偏差η，在第二加权修正后，压力曲线偏差β＝β1+β2*(1+ε)(1+η)。
上述方案中，对靠近浇口的模腔压力特性、流程末端的模腔压力特性以及模腔温度特性进行对比并着重对模腔压力曲线偏差进行修正，是对整个注塑系统的透彻认识，对工艺参数的深层次管控，显著提升对注塑机精度与稳定性的评估能力和准确度。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种在线评估注塑机精度与稳定性的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)根据注塑机的吨位，制作测试模具，设定测试模具制品的质量标准，在测试模具上安装用于监测注塑过程中模腔特性的数字终端设备；所述测试模具的溶体体积Q为注塑机溶胶量的30％-70％，所述测试模具所需锁模力为注塑机能提供最大锁模力的80％以下；所述测试模具所成型制品的包括第一厚度部、第二厚度部和第三厚度部，所述第一厚度部的厚度为4mm，第二厚度部的厚度为3mm，所述第三厚度部的厚度为2mm；所述第一厚度部、第二厚度部和第三厚度部均成长方体，所述第一厚度部、第二厚度部和第三厚度部的长度均为L，所述第一厚度部的宽度为0.7L，所述第二厚度部的宽度为0.5L，所述第三厚度部的宽度为0.3L；监测注塑过程中模腔特性的数字终端设备包括安装于模腔靠近浇口处的第一压力传感器、安装在模腔填充末端的第二压力传感器以及安装在测试模具模腔内壁中间部位的温度传感器；数字终端设备根据注塑过程中所述第一压力传感器采集的各注射时间点的压力数据生成靠近浇口的模腔第一压力曲线，数字终端设备根据注塑过程中所述第二压力传感器采集的各注射时间点的压力数据生成流程末端的模腔第二压力曲线，数字终端设备根据注塑过程中所述温度传感器采集的各注射时间点的温度数据生成模腔温度曲线；
b)将测试模具安装在对应吨位等级的注塑机上进行试制，在制品达到质量标准后，该注塑机视为标准注塑机，该制品的注塑过程标记为参照标准；
c)在其他同吨位等级的注塑机上安装测试模具，按照注塑机能否实现与参照标准的注塑过程进行注塑过程能力评分；同时按照成型制品的技术特性进行注塑机稳定性评分；
注塑过程能力评分包括注射速度评分和模腔压力曲线评分，
对于注射速度评分，注射速度根据模腔第一压力曲线上产生零值以上压力的横轴时间起点计算，将被测注塑机注射速度与标准注塑机注射速度对比，得到注射速度偏差α，偏差α从1％-10％分为10档，评分依次从10-1，记为计分A；
对于模腔压力曲线评分，将被测注塑机的模腔第一压力曲线与标准注塑机的模腔第一压力曲线进行对比，计算模腔峰值压力偏差β1和压力时间积分面积偏差β2之和，得到压力曲线偏差β；还包括对压力曲线偏差β进行第一加权修正，第一加权修正是将被测注塑机的模腔第二压力曲线与标准注塑机的模腔第二压力曲线进行对比，计算第二压力曲线的压力时间积分面积偏差ε；还包括对压力曲线偏差β进行第二加权修正，第二加权修正是将被测注塑机的模腔温度曲线与标准注塑机的模腔温度曲线进行对比，计算模腔温度曲线的温度时间积分面积偏差η，在第二加权修正后，压力曲线偏差β＝β1+β2*(1+ε)*(1+η)；偏差β从1％-10％分为10档，评分依次从10-1，记为计分B；
注塑机稳定性评分包括制品重量评分和制品长度尺寸评分，
对于制品重量评分，将被测注塑机的成型制品重量与标准注塑机成型制品重量进行对比，得到制品重量偏差γ，偏差γ从0.1％-1％分为10档，评分依次从10-1，记为计分C；
对于制品长度尺寸评分，将被测注塑机的成型制品长度与标准注塑机成型制品长度进行对比，得到制品长度差值δ，差值δ从0.01mm-0.1mm分为10档，评分依次从10-1，记为计分D；
d)将注塑过程能力评分和注塑机稳定性评分结合进行总评，总评分数＝计分A+计分B+计分C+计分D，设定总评分数阈值，低于总评分数阈值的注塑机进行维修保养。
2.根据权利要求1所述的在线评估注塑机精度与稳定性的测量方法，其特征在于，各注塑机成型采用的材料为纯聚碳酸酯，熔融指数为MFI 8-12g/10min。
3.根据权利要求1所述的在线评估注塑机精度与稳定性的测量方法，其特征在于，在步骤b中，制品的质量标准为：制品无外观缺陷和内部缺陷，尺寸符合公差要求，在长度方向的公差为±0.1mm，宽度方向的公差为±0.05mm，厚度方向的公差为±0.02mm。
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