TW201902660A - 判斷與調整塑料品質的方法 - Google Patents

Abstract

一種判斷與調整塑料品質的方法，可於加料過程中判斷與調整塑料品質，係應用於一射出成形機，該射出成形機包含有一料管、一螺桿、一射嘴、一壓力計測量該料管內的壓力，及使用一負荷元檢測該螺桿推動塑料之推力；該方法包含：記錄該壓力與該推力的數值，並計算出熔膠施予該螺桿的反作用力；判斷該反作用力隨時間變化之積分值是否等於一預設積分值，其中在該反作用力之積分值大於該預設積分值時發出一第一警示信息，並調整該料管的內部溫度或該螺桿的轉動速度或施予該螺桿的支撐力，以維持射出成形成品之品質。

Description

判斷與調整塑料品質的方法

本發明係與射出成形方法有關；特別是指一種判斷與調整塑料品質的方法。

射出成形機係包含有一料管與一螺桿，其中該螺桿以旋轉方式推動塑料，塑料於該料管中經熔融轉為熔膠後，自該料管上設置的射嘴射出填充於模具內部，以成形為所期望的形狀之成品。即使是複雜形狀的模具，亦可將塑料穩定成形，因此射出成形已成為製造日用品或電子設備零件的首選。

一般而言，射出成形機於儲料(加料)時以負荷元檢測該螺桿推動塑料之推力或塑料對螺桿的壓力，並依據檢測結果直接控制螺桿後退速度，以維持料管內塑料的密實度。然而，單僅以負荷元作為判斷塑料品質優劣之基準仍顯不足，以致於射出成形之成品仍有品質參差不齊之缺點。

此外，影響塑料品質優劣的原因甚多，例如：料管之管內溫度與螺桿之轉速等，操作人員僅能因經驗判斷並調整射出成形機之設定參數，而射出成形機並無建議之調整方向與建議之調整數值，對操作者而言甚是不便。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種判斷與調整塑料品質的方法，可於加料過程中判斷與調整塑料品質。

緣以達成上述目的，本發明提供的一種判斷與調整塑料品質的方法係應用於一射出成形機，該射出成形機包含有一料管與一螺桿，以及一位於該料管上之射嘴，該螺桿以旋轉方式推動塑料以儲料(加料)，塑料於該料管中經熔融轉為熔膠後，該螺桿再以移動的方式將熔膠自該射嘴射出；該方法包含使用一壓力計測量該料管內部的壓力，及使用一負荷元檢測該螺桿推動塑料之推力，其中該方法包含下列步驟：A. 記錄該壓力與該推力於塑料轉為熔膠後至熔膠射出之前的數值；B. 依據步驟A測得的壓力及推力計算出熔膠施予該螺桿的反作用力；C. 判斷該反作用力是否大於一預設積分值，其中在該反作用力大於該預設積分值時發出一第一警示信息；抑或者，判斷該反作用力是否超出於一預設範圍，該反作用力大於該預設範圍之最大值，或該反作用力小於該預設範圍之最小值時發出該第一警示信息；D. 根據該第一警示信息調整該料管的內部溫度或該螺桿的轉動速度或施予該螺桿的支撐力，其中該支撐力與該反作用力相反。

本發明之效果在於於加料過程中判斷熔膠實際施予該螺桿的反作用力，並以之判斷塑料品質，並提供建議參數調整方向，操作者可以手動調整參數或使該射出成形機自動調整參數。

為能更清楚地說明本發明，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參見圖１與圖２所示，本發明之判斷與調整塑料品質的方法係應用於一射出成形機100，本實施例中係以螺桿式射出成形機100為例但不以此為限制，該射出成形機100包含有一料管10，該料管10與一進料斗11相連通，用以輸入塑料，且透過設置於料管10外部之加熱片（圖未示）調整料管10內部之溫度，用以加熱該料管10內部之塑料。該料管10前設有一射嘴法蘭13與一射嘴12連接，而使該射嘴12位於該料管10上。

該料管10前端設有一壓力計14用以測量該料管10內部容裝塑料區域（即儲料區）的壓力P_A ，在本實施例中，該壓力計14用以量測靠近於該射嘴12的壓力P_A ，當然，在一實施例中，該壓力計14亦可視需求而設於該射嘴法蘭13，並不以此為限制。

該螺桿20設於該料管10中且可相對於該料管10旋轉以作儲料(加料)的工作，該螺桿20的前端形成一過膠頭組，後端設置有一驅動裝置30。

該驅動裝置30包括一加料馬達32與一射膠馬達34，該加料馬達32用以帶動該螺桿20旋轉以推動塑料，塑料於移動過程中與螺桿20牙底、料管10間摩擦產生熱，使塑料經熔融轉為熔膠；該加料馬達32上裝設有一負荷元321，係用以檢測該螺桿20推動塑料之有效推力。該射膠馬達34用以帶動使該螺桿20沿軸向移動，使熔膠自該射嘴12往模具的方向射出；該射膠馬達34上裝設有一位置傳感器341，係用以檢測該螺桿20之位置，用以得知該射出成形機100之加料行程等，其中該加料行程為該螺桿20受熔膠施予的反作用力後退至該螺桿20停止旋轉之行程。

請見圖２所示，該負荷元321與該位置傳感器341所檢測之數值經一放大器40後被輸入至一處理器50，該壓力計14所檢測之數值亦被輸入至一處理器50。該處理器50與一記憶單元60、一控制面板70、一驅動器80電性相連，其中該驅動器80與該加料馬達32、射膠馬達34電性相連，該控制面板70與一顯示電路90電性相連。

請配合圖３所示，本發明一較佳實施例之判斷與調整塑料品質的方法為：S1. 記錄該壓力計14與該負荷元321於塑料轉為熔膠後至熔膠射出之前的壓力數值與推力數值。當然，在一實施例中，亦可於塑料進入該料管10後即開始記錄該壓力與該推力的數值。

S2. 判斷該壓力是否大於一預設壓力值，其中該壓力小於該預設壓力值時，發出警示信息Z3以告知操作者該壓力異常。在本實施例中，上述之警示信息Z3之內容更包含有建議調整施予該螺桿20的支撐力（該支撐力與該反作用力相反方向，即調整背壓），使操作者可得知調整方向並以手動調整。在另外實施例中，該警示信息Z3更可包含有一建議背壓值，操作者可直接依其建議直接對應調整，使操作者使用更為方便。

當操作者根據該警示信息Z3調整背壓後，藉由增加施予該螺桿20的支撐力，便可增加螺桿20對塑料所做的功，使未熔融的塑料經熔融轉為熔膠，而後，便重新執行步驟S1。反之，若該壓力大於或等於該預設壓力值，則可繼續往下執行步驟S3。

S3. 依據步驟S1.測得的壓力及推力計算出熔膠施予該螺桿20的反作用力，其中，該反作用力的數值為該推力與一熔膠壓力回推力的差值，又，該熔膠壓力回推力為該壓力計14所測得之壓力與該過膠頭組末端靠近射嘴12之截面積A之乘積，即：；。

S4.判斷該反作用力隨時間變化之積分值是否大於一預設積分值，其中在該反作用力於該預設積分值時發出警示信息Z1，以提醒操作者加料過程異常，可能影響成品品質。

在本實施例中，係以一基準模之反作用力之隨時間變化積分值設定該預設積分值為，其中為變數，操作者可視需求作調整，該基準模之反作用力可為先前進行加料過程中所得的數值。此外，除設定該預設積分值為特定數值外， 在其他可行之實施例中，亦可依需求設定一預設積分範圍：至，其中該、為變數，操作者同樣可視需求作調整。當該積分值大於該預設積分範圍之最大值或小於該預設積分範圍之最小值時，則發出該警示信息Z1。

當然，上述反作用力之比較方式，除使用積分值進行比較外，可以是紀錄及追蹤控制反作用力曲線，也可以是紀錄運作過程中不同時間點之反作用力值，或是紀錄運作過程中最大的反作用力值、抑或是其他可以用來作為反作用力值比較的其他記錄及計算方式。換言之，使用者係可依據適用需求，依機具或模具型態、更換機件的型態、成型參數採用上述任一種方式進行反作用力之比較。

在本實施例中，該警示信息Z1除告知操作者反作用力異常外，其內容亦包含有建議操作者可調整該料管10的內部溫度或該螺桿20的轉動速度或施予該螺桿20的支撐力來達到改善之目的，以使操作者可得知調整方向並以手動調整。另外，在其他實施例中，該警示信息Z1亦可直接建議操作者對應之一建議溫度、一建議轉動速度或一建議支撐力。

S5.而後，便可根據該警示信息Z1之內容自動調整該料管10的內部溫度、該螺桿20的轉動速度或施予該螺桿20的支撐力等參數。更詳而言之，於該反作用力之積分值過大時，可調整料管10的內部溫度、該螺桿20的轉動速度，或施予該螺桿20的支撐力，皆可達到降低該積分值。反之，則可增加該積分值，以維持該反作用力於預設積分範圍內，以維持塑料的品質。

在本實施例中，於執行步驟S4前，更包含步驟S4-1. 判斷該反作用力之波動值是否大於一預設波動值，其中該波動值是以該反作用力之最大值與最小值的差值除以該反作用力之平均值進行計算後取得，在該波動值大於該預設波動值時，代表該反作用力之波動過大可能會有成品品質不良之疑慮。此時，則該射出成形機100發出一警示信息Z2。

且於本實施例中，該警示信息Z2除告知操作者反作用力之波動值異常外，其內容亦包含有建議操作者可調整該料管10的內部溫度或該螺桿20的轉動速度來達到改善之目的，以使操作者可得知調整方向並以手動調整。另外，在其他實施例中，該警示信息Z2亦可直接建議操作者對應之一建議溫度或一建議轉動速度，使得操作者可直接根據該警示信息Z2之內容調整該料管10的內部溫度或該螺桿20的轉動速度，並重新執行步驟S1。反之，若反作用力之波動值正常時，則繼續執行判斷該反作用力隨時間變化之積分值是否等於該預設積分值。

此外，於上述概念底下，本實施例中若該反作用力之波動值大於該預設波動值，更可再額外執行步驟S4-2. 判斷該射出成形機100之加料行程是否大於一預設行程，其中，該預設行程為該螺桿20直徑的二倍，但不以此為限制。在該加料行程大於該預設行程時，該射出成形機100發出警示信息Z4以提醒操作者射出成品可能過大。

上述該警示信息Z1、Z2、Z3亦可包含該射出成形機100可讀取之訊息；該射出成形機100讀取後，不須經使用者確認便可直接進行相對應的調整，同樣可達到維持塑料品質之效果。上述步驟S2、S4-1與S4-2可視需求省略其一或以上。

上述於重新執行步驟S1前，若該射出成形機100停滯時間過長時，則須清除該料管10中的塑料與熔膠。反之，若該射出成形機100停滯時間尚短，便可將原先料管10中的塑料與後續加入之塑料混用而進行後續之生產作業。

藉由本發明可於加料過程中判斷熔膠施予該螺桿20的反作用力之積分值，以及熔膠射出之前的壓力反作用力之波動值等判斷塑料品質，並提供操作者建議之參數調整方向，使操作者可以手動調整參數或使該射出成形機100自動調整參數設定，達到維持射出成形成品品質的目的。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

［本發明］

100‧‧‧射出成形機

10‧‧‧料管

11‧‧‧進料斗

12‧‧‧射嘴

13‧‧‧射嘴法蘭

14‧‧‧壓力計

20‧‧‧螺桿

30‧‧‧驅動裝置

32‧‧‧加料馬達

321‧‧‧負荷元

34‧‧‧射膠馬達

341‧‧‧位置傳感器

40‧‧‧放大器

50‧‧‧處理器

60‧‧‧記憶單元

70‧‧‧控制面板

80‧‧‧驅動器

90‧‧‧顯示電路

圖１為本發明一較佳實施例之射出成形機的示意圖。 圖２為上述實施例之方塊功能示意圖。 圖３為上述較佳實施例之流程圖。

無

Claims (12)

1. 一種判斷與調整塑料品質的方法，係應用於一射出成形機，該射出成形機包含有一料管與一螺桿，以及一位於該料管上之射嘴，該螺桿以旋轉方式推動塑料，塑料於該料管中經熔融轉為熔膠後自該射嘴射出；該方法包含使用一壓力計測量該料管內部的壓力，及使用一負荷元檢測該螺桿推動塑料之推力，其中該方法包含下列步驟： A. 記錄該壓力與該推力於塑料轉為熔膠後至熔膠射出之前的數值； B. 依據步驟A測得的壓力及推力計算出熔膠施予該螺桿的反作用力； C. 判斷該反作用力是否大於一預設值，其中在該反作用力大於該預設值時發出一第一警示信息；抑或者，判斷該反作用力是否超出一預設範圍，該反作用力大於該預設範圍之最大值，或該反作用力小於該預設範圍之最小值時，發出該第一警示信息； D. 根據該第一警示信息調整該料管的內部溫度或該螺桿的轉動速度或施予該螺桿的支撐力，其中該支撐力與該反作用力相反。
2. 如請求項1所述之判斷與調整塑料品質的方法，其中該第一警示信息包含建議調整該料管的內部溫度或該螺桿的轉動速度或施予該螺桿的支撐力。
3. 如請求項2所述之判斷與調整塑料品質的方法，其中該第一警示信息包含一建議溫度對應該料管的內部溫度，或一建議轉動速度對應該螺桿的轉動速度，或一建議支撐力對應施予該螺桿的支撐力。
4. 如請求項1所述之判斷與調整塑料品質的方法，其中該反作用力隨時間變化之積分值大於一預設值、或是超出該預設範圍時發出該第一警示信息。
5. 如請求項1所述之判斷與調整塑料品質的方法，其中於步驟C前，更包含判斷該反作用力之波動值是否大於一預設波動值，其中該波動值為該反作用力之最大值與最小值的差值除以該反作用力之平均值；當該波動值大於該預設波動值發出一第二警示信息；根據該第二警示信息調整該料管的內部溫度或該螺桿的轉動速度，並重新執行步驟A。
6. 如請求項5所述之判斷與調整塑料品質的方法，其中該第二警示信息包含建議調整該料管的內部溫度或該螺桿的轉動速度。
7. 如請求項6所述之判斷與調整塑料品質的方法，其中該第二警示信息包含一建議溫度對應該料管的內部溫度，或一建議轉動速度對應該螺桿的轉動速度。
8. 如請求項5所述之判斷與調整塑料品質的方法，其中於當該波動值大於該預設波動值時，更包含判斷該射出成形機之加料行程是否大於一預設行程，其中該加料行程為該螺桿受熔膠施予的反作用力後退至該螺桿停止旋轉之行程；在該加料行程大於該預設行程時，發出一警告。
9. 如請求項8所述之判斷與調整塑料品質的方法，其中該預設行程為該螺桿直徑的二倍。
10. 如請求項1所述之判斷與調整塑料品質的方法，於執行步驟B前，更包含判斷該壓力是否大於一預設壓力值，其中該熔膠壓力小於該預設壓力值時，發出一第三警示信息；根據該三警示信息調整施予該螺桿的支撐力，並重新執行步驟A。
11. 如請求項10所述之判斷與調整塑料品質的方法，其中該第三警示信息包含有建議調整施予該螺桿的支撐力。
12. 如請求項11所述之判斷與調整塑料品質的方法，其中該第三警示信息包含有一建議支撐力對應施予該螺桿的支撐力。