FR2462990A1 - Automated injection moulding cycle control from melt output temps. - obtd. by infrared thermometer for rapid response - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif d'asservissement pour une presse à injecter les thermoplastiques, les thermodurcissables ou encore les élastomères, presse comportant une vis de plastification montée mobile en translation à l'intérieur d'un fourreau chauffant sous l'action d'un vérin d'injection à double effet associe à une servo-valve. The present invention relates to a control device for a press for injecting thermoplastics, thermosets or even elastomers, press comprising a plasticizing screw mounted movable in translation inside a heating sleeve under the action of a double-acting injection cylinder associated with a servo-valve.
A l'heure actuelle, la plupart des presses à injecter sont à commande automatique. Par ailleurs, on cherche de plus. en plus à adapter sur ces presses des dispositifs de régulation et de contrôle des différents paramètres d'injection, afin d'obtenir une meilleure qualite de moulage, une productivité accrue et une meilleure reproductibilité de'îa-geometrie et du poids des pièces. At present, most injection molding machines are automatic. We are also looking for more. in addition to adapting on these presses devices for regulating and controlling the various injection parameters, in order to obtain a better quality of molding, increased productivity and better reproducibility of geometry and of the weight of the parts.
Jusqu'# maintenant, avec de tels dispositifs a circuit bouclé, on a réussi à maîtriser de façon satisfaisante les paramètres suivants
- la vitesse de remplissage de l'outillage suivant un profil donné
- la pression de maintien
- la contrepression ; et,
- l'affichage des courses.Until now, with such looped devices, we have successfully mastered the following parameters
- the filling speed of the tool according to a given profile
- holding pressure
- back pressure; and,
- display of races.
Par- contre, il n'en est pas de même en ce qui concerne la température de la matière à injecter qui dépend de plusieurs facteurs et notamment de la plastification mécanique de la vis, de la vitesse d'injection et des zones de chauffe équipant l'ensemble vis-fourreau. On the other hand, it is not the same with regard to the temperature of the material to be injected which depends on several factors and in particular on the mechanical plasticization of the screw, the injection speed and the heating zones equipping the screw-sleeve assembly.
La présente invention a précisément pour but de permettre la mesure et l'exploitation de la températuredede la matière fondue à l'extrémité de l'ensemble vis fourreau. The present invention specifically aims to allow the measurement and exploitation of the temperature of the molten material at the end of the barrel screw assembly.
A cet effet, le dispositif d'asservissement selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend une sonde de température du type à infra-rouge, platée de manière a mesurer directement la température de la matière à la sortie du fourreau, un capteur de pression dans chacune des chambres du vérin d'injection, et un capteur de ddplacement pour contrôler le mouvement de translation de la vis de plastification, les informations fournies respectivement par la sonde de température et les différents capteurs étant transmises à un ordinateur commandant la servo-valve en fonction des caracteristiques de la matière utilisée pour l'injection, préalablement introduitesdans ledit ordinateur. To this end, the control device according to the invention is essentially characterized in that it comprises a temperature probe of the infrared type, flattened so as to directly measure the temperature of the material at the outlet of the sheath, a pressure sensor in each of the injection cylinder chambers, and a displacement sensor to control the translational movement of the plasticizing screw, the information provided respectively by the temperature probe and the various sensors being transmitted to a commanding computer the servo-valve according to the characteristics of the material used for the injection, previously introduced into said computer.
Ainsi, et grâce notamment à l'utilisation d'un sonde à infra-rouge permettant une mesure instantanée de la température, il est possible d'effectuer au moyen de l'ordinateur des corrections quasi-immédiates, y compris sur le cycle en cours. On obtient donc finalement des pièces qui sont toujours bonnes en poids et en dimensions dès la mise en route de la presse. Les déchets dûs aux arrêts éventuels de la machine sont complètement éliminés et on évite également les corrections manuelles qui étaient nécessaires jusqu'ici. Thus, and thanks in particular to the use of an infrared probe allowing an instantaneous measurement of the temperature, it is possible to carry out by means of the computer almost immediate corrections, including on the cycle in progress . Parts are therefore finally obtained which are always good in weight and dimensions as soon as the press is started up. The waste due to possible machine stoppages is completely eliminated and the manual corrections which were hitherto necessary are also avoided.
De préférence, le dispositif d'asservissement selon l'invention comprend également une sonde de température sur chacune des deux moitiés de l'outillage formant le moule d'injection. Preferably, the control device according to the invention also comprises a temperature probe on each of the two halves of the tool forming the injection mold.
Il est ainsi possible de tenir compte de l'echauffement-progressif du moule, qui facilite l'écoulement de la matière, pour corriger la pression de maintien par l'intermédiaire de la servo-valve, toujours au moyen de l'ordinateur recevant les informations desdites sondes. It is thus possible to take account of the progressive heating-up of the mold, which facilitates the flow of the material, to correct the holding pressure by means of the servo-valve, always by means of the computer receiving the information from said probes.
Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence au dessin annexe -dans lequel la figure unique est une vue schdmatique d'une presse à injection équipée d'un dispositif d'asservissement conforme à l'invention. An embodiment of the invention is described below by way of example, with reference to the accompanying drawing -in which the single figure is a diagrammatic view of an injection press equipped with a conforming servo device to the invention.
La presse représentée schématiquement sur cette figure se compose essentiellement d'un fourreau chauffant qui se termine par une buse d'injec- tion 2 apte à traverser le plateau fixe- 3 de la machine par l'intermédiaire d'une ouverture appropriée 4. A l'intérieur du fourreau 1 est disposée une vis de plastification 5 qui est susceptible de se deplacer-è la fois en rotation sous l'action d'un moteur hydraulique 6 et en translation sous l'action d'un vérin hydraulique à double effet 7 associe à une servo-valve de commande 8. The press shown diagrammatically in this figure essentially consists of a heating sleeve which ends in an injection nozzle 2 able to pass through the fixed plate 3 of the machine via an appropriate opening 4. A the inside of the sheath 1 is arranged a plasticizing screw 5 which is capable of moving - both in rotation under the action of a hydraulic motor 6 and in translation under the action of a double-acting hydraulic cylinder 7 associated with a control servo-valve 8.
L'alimentation de la vis de plastification 5 avec la matière première en granulés s'effectue par l'intermediaire d'une trémie 9 fixée sur le fourreau 1 et débouchant dans la zone arrière de la vis. The plasticizing screw 5 is supplied with the raw material in granules by means of a hopper 9 fixed to the sheath 1 and opening into the rear zone of the screw.
Sur la figure, on a également représenté un outillage en deux partie 10 et 11, formant un moule poun l'injection d'une pièce telle que 12. In the figure, a tool is also shown in two parts 10 and 11, forming a mold for the injection of a part such as 12.
Conformément à l'invention, la presse est équipée d'un dispositif d'asservissement permettant d'agir en permanence et de façon pratiquement instantanée sur les différents paramètres d'injection. Ce dispositif d'asservissement comprend tout d'abord une sonde de température 13 à infra-rouge disposée sur le fourreau 1 de manière à mesurer la température de la matière fondue à ltextrémité de l'ensemble vis-fourreau. Cette sonde optique est associée à une électronique de traitement14 et permet d'effectuer une mesure instantanée de la tempérautre réelle de la matière. In accordance with the invention, the press is equipped with a servo device making it possible to act permanently and practically instantaneously on the various injection parameters. This control device firstly comprises an infrared temperature probe 13 disposed on the sheath 1 so as to measure the temperature of the molten material at the end of the screw-sheath assembly. This optical probe is associated with processing electronics14 and allows instant measurement of the actual temperature of the material.
Le dispositif d'asservissement comprend également un premier capteur de pression 15 disposé dans la chambre avant du vérin d'injection 7, un second capteur de pression 16 dispose dans la chambre arrière et un capteur de déplacement 17 capable de contrôler le mouvement de translation de la vis de plastification 5 à l'intérieur du fourreau 1. The control device also comprises a first pressure sensor 15 disposed in the front chamber of the injection cylinder 7, a second pressure sensor 16 has in the rear chamber and a displacement sensor 17 capable of controlling the translational movement of the plasticizing screw 5 inside the sheath 1.
Les informations issues de la sonde de température 13 et des différents capteurs 15, 16 et 17 sont ensuite transmises à un ordinateur 18 du type à microprocesseurs commandant le fonctionnement de la servo-valve 8. Dans cet ordinateur sont également introduites en 19 des données relatives aux caracté ristiques de la matière utilisée pour l'injection. En pratique, ces données sont essentiellement constituées par le diagramme PVT (Pression-Volume-Température) de ladite matière. Le eas échéant, on pourrait également introduire dans l'ordinateur des données relatives aux caractéristiques de la pièce à injecter. The information originating from the temperature probe 13 and from the various sensors 15, 16 and 17 is then transmitted to a computer 18 of the microprocessor type controlling the operation of the servo-valve 8. In this computer are also introduced in 19 relative data the characteristics of the material used for injection. In practice, these data essentially consist of the PVT (Pressure-Volume-Temperature) diagram of said material. If necessary, data relating to the characteristics of the part to be injected could also be entered into the computer.
Comme la sonde à infra-rouge 13 permet une mesure instantanée de la température réelle de la matière fondue, cette température est prise en compte immédiatement par l'ordinateur 18 qui effectue alors les corrections necessai- res par l'intermédiaire de la servo-valve 8, en fonction du diagramme PVT de la matière utilisée. Toutes ces fonctions sont réalisées en un temps de l'ordre de la milliseconde, ce qui permet d'effectuer des corrections instantanées, même sur un cycle en cours. As the infrared probe 13 allows instant measurement of the actual temperature of the molten material, this temperature is taken into account immediately by the computer 18 which then makes the necessary corrections via the servo-valve 8, according to the PVT diagram of the material used. All these functions are performed in a time of the order of a millisecond, which allows instant corrections to be made, even on a running cycle.
Le dispositif d'asservissement selon l'invention permet donc en définitive de réaliser à la fois un asservissement de la vitesse d'injection, un asservissement de la pression de maintien, éventuellement un asservissement de la contrepression, et également un asservissement en température avec une inter
de la matière utilisée. The slaving device according to the invention therefore ultimately makes it possible to carry out both a slaving of the injection speed, a slaving of the holding pressure, possibly a slaving of the back pressure, and also a slaving in temperature with a inter
of the material used.
action sur les autres paramètres d'injection par l'intermédiaire du diagramme PVT
La presse à injection ainsi équipée permet en particulier d'obtenir directement des pièces bonnes en poids et en dimensions dès la mise en route, ce qui notait pas possible jusqu'à maintenant. De plus, les arrêts éventuels de la machine ne perturbent pas la qualité du moulage et on évite ainsi la plupart des corrections manuelles qui doivent être effectuées par un personnel spécialisé.action on the other injection parameters via the PVT diagram
The injection molding machine thus equipped makes it possible in particular to directly obtain parts that are good in weight and size as soon as it is started up, which has not been possible until now. In addition, any stoppages of the machine do not disturb the quality of the molding and this avoids most of the manual corrections which must be carried out by specialized personnel.
Supposons par exemple, pour illustrer ce qui précède, un incident de fonctionnement nécessitant l'intervention d'un opérateur, tel qu'un mauvais démoulage de pièce. La presse va ainsi se trouver à l'arrêt pendant un certain temps, de sorte que la matière se trouvant dans l'ensemble vis-fourreau va y séjourner plus longtemps et va donc croître en température, ce qui augmente sa viscosité. Si l'.on injecte alors directement sans modifier les pressions, comme la matière est plus fluide, la pièce moulée sera trop tassée, donc plus lourde et provoquera peut-#tre un nouvel incident de démoulage-. Let us assume for example, to illustrate the above, an operational incident requiring the intervention of an operator, such as a bad part release. The press will thus be stopped for a certain time, so that the material in the screw-sleeve assembly will stay there longer and will therefore increase in temperature, which increases its viscosity. If the injection is then made directly without modifying the pressures, as the material is more fluid, the molded part will be too compacted, therefore heavier and may cause a new incident of demolding.
Grâce au dispositif d'asservissement selon l'invention, cette température plus élevée de la matière sera détectée instantanément par la sonde à infra-rouge 13 et transmise à l'ordinateur 18 qui, en fonction du diagramme
PVT, corrigera immédiatement la pression de maintien d'injection par l'intermédiaire de la servo-valve 8 et la première pièce réalisée sera donc bonne.Thanks to the slaving device according to the invention, this higher temperature of the material will be detected instantly by the infrared probe 13 and transmitted to the computer 18 which, according to the diagram
PVT, will immediately correct the injection hold pressure via the servo-valve 8 and the first part produced will therefore be good.
De même, si l'opérateur décide par exemple de modifier le profil de vitesse de remplissage du moule, l'apport de calories dû au laminage de la matière va se modifier et donc influer sur la température de ladite matière. Likewise, if the operator decides for example to modify the mold filling speed profile, the supply of calories due to the rolling of the material will change and therefore influence the temperature of said material.
Comme précédemment, cette variation de température sera détectée par la sonde à infra-rouge 13 et l'ordinateur 18 modifiera en conséquence la pression de maintien en agissant sur la servo-valve 8.As before, this variation in temperature will be detected by the infrared probe 13 and the computer 18 will consequently modify the holding pressure by acting on the servo-valve 8.
Le dispositif d'asservissement selon l'invention permet également de contrôler la viscosité de la matière. En effet, lorsque la presse fonctionne correctement et que les pièces injectées sont presques parfaites, l'ordinateur peut prendre en mémoire le profil de la courbe de pression-injection pendant la phase de remplissage. Si ensuite on charge la trémie 9 avec une matière ayant un grade différent, la courbe pression-injection sera également diff6- rente. L'ordinateur 18 compare alors cette nouvelle courbe à la courbe mise en mémoire et peut alors intervenir sur la pression de maintien d'injection en prenant en compte les données du diagramme PVT. The servo device according to the invention also makes it possible to control the viscosity of the material. When the press works correctly and the parts injected are almost perfect, the computer can take the profile of the pressure-injection curve during the filling phase into memory. If the hopper 9 is then loaded with a material having a different grade, the pressure-injection curve will also be different. The computer 18 then compares this new curve to the curve stored in memory and can then intervene on the injection maintenance pressure by taking into account the data of the PVT diagram.
Pour améliorer encore le dispositif d'asservissement selon ltinvention on peut également prévoir deux autres sondes de température 20 et 21, de type ordinaire, sur les deux parties 10 et 11 de l'outillage, et exploiter ces nouvelles données à l'aide de l'ordinateur 18, comme illustré en pointillés sur la figure. On sait en effet qu'un outillage chaud facilite l'écoulement de la matière. L'ordinateur- 18 pourra donc intervenir sur la servo-valve 8 afin de corriger la pression de maintien d'injection en fonction de l'évolution de la température de l'outillage. To further improve the control device according to the invention, it is also possible to provide two other temperature probes 20 and 21, of ordinary type, on the two parts 10 and 11 of the tool, and to use these new data using the computer 18, as shown in dotted lines in the figure. We know that a hot tool facilitates the flow of material. The computer 18 can therefore intervene on the servo-valve 8 in order to correct the injection maintenance pressure as a function of the evolution of the temperature of the tool.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7920686A FR2462990A1 (en) | 1979-08-14 | 1979-08-14 | Automated injection moulding cycle control from melt output temps. - obtd. by infrared thermometer for rapid response |
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| FR7920686A FR2462990A1 (en) | 1979-08-14 | 1979-08-14 | Automated injection moulding cycle control from melt output temps. - obtd. by infrared thermometer for rapid response |
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR2462990A1 true FR2462990A1 (en) | 1981-02-20 |
| FR2462990B1 FR2462990B1 (en) | 1982-07-02 |
Family
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| FR (1) | FR2462990A1 (en) |
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