TWI268850B - Intelligent molding environment and method of configuring a molding system - Google Patents
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1268850 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體係關於成型操作管理以及資料之累積及使用 乂改良短期及長期成型操作及機器操作/合作之所有雜 樣。更特定言之μ旦不排除其&的，I發明係關於資料與 PET模具之長期相關，該資料係關於模具配置及機器操作 且該資料經由-人機介面（HMI)或自一模内記憶體晶片或 其他與該模具永久相關的儲存設備被輸人—機器控制器 中。 【先前技術】 在成型操作中，不論此係在射出成型環境中還是任何使 用屋板及模具的類似系統中，成型部件的品質均受若干因 素影響，其包含系統裝備之實體條件及設定，且亦包含形 成成型部件的處理條件。 =於由需要基本上連續地運轉一年以上且在苛刻的操作條 =(由於大溫度範圍及高閉合麼力）運轉之模具，在驗收 及遞达模具前1戶通常要求各料的· 類似於生產之環螃中名pl ^ ^ 覺一…作上經證明。在該驗證期間，配 置一測斌台（由製造商界 該模具在標稱上的1 保有效之基準點確定）以求 質及生產率…- ’以最佳化成型部件品 人模m :經由製程參數控制達成最佳化，其包 含杈穴填充及保持時間 ^ 技術員來說）佔用其（即使對於熟練的測試 卞件（在合適的射出曲線方面）也需要 105366.doc ^268850 报多經驗。 不幸地，該測試台高度傾向於在系 緣Μ卜，田占田从八 土風型機态中 又化用戶讀切模具定位於該成型機 該測試臺上達成的界灶儿η 、、，口果’在 用戶機置很少(若存在)在用戶處的 &轉澤為合適的配置及生產最佳化。舉例而古， 射出成型機器之例示性情形下，該測試台可摔作―： 不同之產出、處理速度或螺旋直徑之不同塑化單元:、： !?:出成型機器可包含或可不包含喷嘴混合器，或喷嘴 汴匕合器在測試台盘用卢龜 ”用戶私益之間可不同。此外，關於累 注射罐中（或在—往復螺旋“之前方）—次塑料 物射出前，該注射罐之體積在測試台與用戶機哭之門 可變化。所有此等不同設定影響製程控制及最佳化。 其他影響配置及品質之因素（但其在更大程度上與選擇 相關’而不是依賴於系統)包含樹脂密度、著色劑或黏著 』之使用及是否按說明書操作該機器的排氣系統。如將瞭 解的，著色劑及黏著劑為用戶的選擇且影響塑化作用並因 此影響螺旋產出能力。關於排氣，每一模穴最初含有在材 料射=間必需自該模穴清除之空氣。使用維護良好且乾 淨之機益’達成較高的填充速率，因為自該模穴排出之空 孔最初/又有堵塞性微粒物質，尤其是ΡΕτ灰塵及其類似 物。在排氣系統部分或完全堵塞的情況下，模穴壓力以逐 個权八為基礎增加，且在極端情況下，來自模六的未經清 除工氣產生成型物品中的空隙及成型產品重量不足兩者。 轉向—些關於在多模穴環境中之預成型坯生產的更特定 105366.doc 1268850 態樣’模穴及射出配置的填充速率對於預成型链品質报關 鍵在此占_L將瞭解模穴填充經受眾多製程轉變點，尤 其以自速度填充控制（其中活塞在注射罐中之速度及位置 很關鍵)至壓力控制(其中經由額外熔融材料的受控射出解 決預成型述收縮）之轉變為例。更特定言之’雖然吾人注 意到薄壁且相對重量輕的預成型坯(低於約五十公克)具有 特定之填充控制問題，尤其與在該預成型链狹長壁部分與 頸狀部分之間的幾何形狀及厚度轉變相關，但是在其中收 縮率更重要的較重預成型堪中轉變點對於預成型極幾何形 狀尤為重要。確實，在該循環之遷力保持部分中，經常存 在=個轉史以降低對於特定預成型堪幾何形狀之規定的保 持日守間之壓力。因此，填充曲線對循環時間具有全面影 響。 在不能適當地配置一填充曲線的情況下，在該等成型物 可I生視見上可見之缺陷。所得成型物品，尤其在用 :瓶：容器之預成型远之情形下，通常具有充分削弱的品 貝使仔》亥預成型㈣銷。另外’未經最佳化之系統直接影 響總體生產率且闽士阳 , 旱因此限制用戶最佳化其資本回收之能力。 士同樣在射出成型領域且特定關於預成型述製造，隨著 田1· 0肖戶將幾乎總是修改模具以產生不同之組件。 在隹且組件方面’該等修改可僅需要替換模穴及閘嵌入 物’而頸狀塗飾劑（由頸狀環界定）保持不變。因為模穴的 長又或預成型32之壁厚度（如主要由模穴所界定）的變化可 改變預成型堪之幾何形狀’所以此形式之模具轉換將僅改 105366.doc 1268850 备預成型坦之重量。具 要 ^ _ —人’此改變將需要重新設定 m ^ r?n ώιΐ ^ τ-_ __ 一 一ν又刀丁 置，而重新設定需要時間及專業知識 何機H停機時間或亞最佳效能對於生產者來說 均很叩貴且因此必需加以最小化。 、雨=Γ八、預成型枉成型環境中，鎖模力（ciamp f〇rce) 二=高達約〜·镇，而對於較大應用而言成型系統一 =要並發展鎖模力至幾千嘲的閉合厂堅力。在整個模具 具中㈣等堆疊組件中均可見此等閉合力，且當 入模穴中時，發展此等閉合力以使模具中所見 t射出昼力平衡。若在該等組件中存在任何未對準，則所 :、力足以引起该杈具的過早磨損，該磨損可導致組件 早’或更通常且初始地’ ”溢料，、如將瞭解的，"溢料" =塑㈣融物自成型系統之不良茂漏（通常由於非平行及 對準）。溢料加速組件磨損效應，且不可避免地，直接 產生不可使用之成型部件。 、，目前為止’雖然成型機器操作係受處理器控制（諸如描 述於ΕΡ-Α·0990966中）’但是總體系統操作於有限之閉合 =控制環境中，在該環境中集中控制（於系統範圍的控 h處）利用即時自該機器感應之訊號。舉例而言，位於 杈具内的熱電偶向系統控制器提供溫度指 藉由調整或補償在模具之熱洗道内之加熱器輪出先= 應:此糸統描述於美國專利第6,529,796號中，其亦描述使 用檢查表來提供遞增之步驟速率（以該速率向每—加熱哭 施加功率）以反映所要之加熱曲線。此外，美國專利第 105366.doc 1268850 6,529,796號描述使用一位於一固定於一模具的殼罩内之交 互式製程管理器（或IPM)，該IPM經由一單一連接而連接至 一集中通信及功率單元（含有一電腦終端）。在該模具内之 感應器耦接至IPM，IPM可將包含起因於所感應之堆疊不 嚙合之警報訊號之訊號轉遞至通信及功率單元用於總體系 統管理控制。 熱澆道控制描述於US 6,421，577中，其中將一處理器定 位於一經由一接線盒耦接至一模具側的絕熱外殼中。該處 理器自該模具内的感應器接收訊號，且經由感應溫度、壓 力及流量來控制模具組件（諸如加熱器及閥組件）之操作。 美國專利第5,795,511號描述一種用於控制射出成型系統 之方法及裝置。-模具之熱半模包含一相關的接線盒，一 儲存特定關於該熱半模及其熱控制之資訊之非揮發性記憶 體定位於其中。更特定言之，該記憶體保存該熱半模之最 新溫度設置:稍後可榻取該資訊用於模具的後繼使用。然 而’一總體系統控制可扣姑、細 佐制益了仍然獨立地操作該非揮發性 體（若該記憶體故障）。 心 美國專利第5,222,026號描述一種包含一鍵盤之遂鑄機， 刼作貝可經由該鍵盤輸入模 、 _ W ^ 、刀^ 模具分類因此允許一 控制器存取相關的、預儲存的操作資訊。亦經由之 限制開關及其相關觸點涵蓋 車列之 點分別位於模具背部及厂堅鑄機之介^別描㈣開關及觸 面接觸時被觸發之限制開關，產生一對摩在與該介 數位簽名。然後由-系統控制器解 二，具之 甲唸食名。當然，若該 105366.doc 1268850 等觸點變得彎曲或破裂，則於該系統控制器處將解譯—錯 误訊號且安裝錯誤之模具配置。 【發明内容】 立根據本發明之-第—態樣，提供_種用於成型機器之記 憶體設備，該記憶體設備與關於一待成型物品之模具配置 資料相關，該模具配置資料包含關於至少以下之一的資 訊：待成型物品之填充曲線；及模具之設置點控制。貝
:成型物品由複數個具有不同厚度及幾何形狀之區帶所 2定。複數個加權因子經設計以至少冑分地補償在多種區 =中:同之冷卻及流量特徵。模具配置資料在該複數個區 帶之每一者之填充速率方面界定待成型物品，該填充速率 為-預期在該等區帶之每—者内流動之熔融物前端界定一 大體上Μ之速度或流量。可經由以下之—存取在該記憶 體中的模具配置資料：—條碼；—提供對—檢查表之一索 丨之杈一麥考數字；及一關於一特定模具之資訊之資料 庫。 、 #在本發明之另—態樣中，提供-種含有-記憶體設備之 杈I、、且件，^亥纪憶體設備具有關於一待成型物品的模具配 置貝料’該模具組件配置資料包含關於以下至少之一之資 訊··待成型物品之填充曲線，·及模具之設置點控制。 模 該模具組件可為以下之-:一堆疊組件；一熱洗道；〆 射出成型機器之—熱半模，·及-射出成型機器之-冷# 本^明之一進一步態樣中，提供 105366.doc 1268850 :ά備之桓具之射出成型機器，該記憶體設備含有關於 待成型物品的相關模具配置資料，該模具配置資料包含關 於^以下之一的資訊：待成型物品之填充曲線；及模具 之°又置點控制。 在本發明之又—態樣中，提供—種控制—成型機器操作 之:法，該方法包括：使一機器控制器存取一記憶體設備 ^取關於―待成型物品之模具配置資料，模具配置資料 ::關於至少以下之-：待成型物品之填充曲線；及模具之 设置點控制；並基於填充曲線及設置點控制資料至少其中 之一來設定該成型機器之操作參數。 —控制成型機器操作之方法可包含經由—職輸入機器設 疋貢訊（諸如夾钳及注射罐尺寸）以㈣對機器操作之影響 的修改，否則其將由模具配置資料達成。 在本毛月之另外又-恶樣中，提供—種電腦程式元件， 其包括電腦程式碼構件以使-成型機器之-機器控制器執 订程序以：存取一記憶體設備以獲取關於-待成型物品之 桓具配置資料’模具配置資料包含關於至少以下之一的資 訊：a)待成型物品之填充曲線，·及b)模具之設置點控制； 並基於填充曲線及設置點控制資料至少其令之一來設定成 型機器之操作參數。 因此本發明提供—種成型系統，其中存在增加之操作控 制。此外’本發明提供一種基於知識的系統，其減輕用於 ㈣成型部件設計之系統配置的複雜性，尤其在由多模穴 杈具製造之預成型坯的情形下。因此，經由提供處理及部 105366.doc -12- 1268850 件性質之索引，本發明使射出成型機器之配置及操作簡化 至操作者專業知識較不重要且機器操作簡化的程度。因此 本發明達成更快且更精確之機器設定及調整。
此外，可使用本發明之—較佳實施例來限制該系統之影 響:且確實限制該系統中所施加力，藉此促進減少的組件 磨相、^期性及較低能耗。舉例而言，經由歷史資料之累 積，操作者或智慧型（受電腦控制）系統可朝向一對於所施 加力及/或在系統中最大所施加力之極限經最佳化的曲線 移動。確實’在-實施例中，最大允許施加力可預載入電 路板上之晶片中，藉此該機器控制器對彼電路板上晶片之 詢問限制該系統之最大力。 —在-較佳實施例中’本發明亦有益地校對可分析之歷史 貪料（或者遠端或者即時地）以存取及/或修改模具及/或機 器效能及/或協助模具/機器維護。此歷史儲存資訊可用於 口平疋授權申請專利範圍（warranty claims)的合法性，且可 用於發展經改良之系統及系統操作參數。 【實施方式】 圖1顯示一典型射出成型機器10，其可用於支持本發明 之控制處理智慧。如將瞭解的，在每一射出循環期間，成 型機？§ 10產生對應於一或多個由位於機器1〇内的互補半模 12、14所界定之模具模穴之數個塑料部件。經由使用一機 裔控制器來達成對成型機器之總體操作控制，由一具有分 佈式智慧（即負責控制該成型系統之個別部件之多個互連 處理器）之架構可實現該機器控制器。該機器控制器負責 105366.doc
-13- 1268850 操作人機介面（顯示於圖2中），其允許該機器之現在或歷史 狀況之圖形表示以及經由一 _ 觸彳工螢幕、鍵盤、可讀取資料 設備（諸如磁碟機或唯靖伞涨 次唯峡先碟機（CD_R〇M))及其類似物輸 入資訊。 、成型機器10包含，但不特定限於，諸如—固定壓板 似-可移動壓板17以及一用於塑化及射出材料之射出單 兀18之成型結構。在操作中，借助於衝程氣缸（未圖示）或 • ㈣似物使可移㈣板17相對於固定塵板“移動。如將容 易理解的，經由使料接桿19、2G及—連接桿鎖模機構 21 ’在該機器中發展鎖模力。鎖模機構21(通常）固定地附 $至移動壓板17(通常經由使用螺栓），而每—鎖模機構經 常至少部分地延伸至一於該壓板的角處延伸穿過該壓板之 對應的通眼22。通常連接桿19、2()之—懸空端糾目對於可 移動壓板可自由移動，而另一遠端錨定於固定壓板中。當 然’在某些系統中，可應用反向錨定方法。 瞻在回 > 考圖1，一旦連接桿確實哺合於其各自之鎖模活 塞中，便可（通常）經由使用一經常直接與該鎖模活塞相關 的液壓系統施加模具鎖模力（意即，閉合力）。如將瞭解 -的，亦可以不同方式產生鎖模力，包含使用雙態觸發失鉗 排列。 半模12、14共同構成一通常具有一或多個模具模穴24之 模具，半模12、14各位於可移動壓板17及固定壓板16其中 之一上。在鄰近固定壓板16及可移動壓板17處提供一自動 控制裝置29，以載運臂狀工具之一端（E〇AT) 3〇，諸如_基 105366.doc -14 - 1268850 於真空之取出盤32或其類 ,x ^ ^ r A 在特別實現一用於預成型 取出盤32時，取出盤32含有數個冷卻㈣，其至少在 於在各射出循環中產生之預成娜成型產 口口）36的數目。 在使用巾，在一模具打開位置（如圖1甲所示）中，自動 控制裝置29移動EOAT 3Q使其通常對準該模具之核心側且 ^後4待直至藉由-剝離器盤38、致動器或提昇桿或其功 能性均等物之操作使成型物品（例如預成型㈣）自該⑷ 核心剝離或者排至EOAT 30中。 在圖2中用圖式顯示本發明之一較佳實施例。為清晰起 見:已省略該射出成型機器（包含其壓板，半模固定於該 荨壓板上）〇自一敎丰握$ Λ爲 、人、丨，，+ …、千模50及一冷丰模52形成一模具。該 熱半模包含-諸如熱洗道系統㈣nner manifQid) 54之炫融 物分佈系統，其經由-合適的灌嘴56對接至—射出單元。 熱半模50包含一或多個模穴58_6〇，其在使用中對應地收 納位於冷半模52上經對準之核心62_64。 熱半模50及冷半模52至少其中之一（若非兩者）較佳包含 感應器66-74。感應器66_67可監控壓力、溫度或其他與模 具操作相關之可變參數，其包含表示操作循環或堆叠㈣ 準之觸點。感應器66-74可位於該模具之特別盤内專用的 凹穴中。或者，且適合地’可表面黏著感應器（特別是與 所施加力之量測結果相關之感應器）。另外，某些感應器 66-74，尤其是量測在半模或其包含堆疊組件及熱澆道^ 之特別組件内的操作溫度所需要之感應器，係位於，最接 105366.doc -15 - 1268850 近於或嵌入其所需進行量測之組件中。 感應裔的數目僅受限於在兮指 、隹°亥模具内可用空間之量、互連 (意即，用導線連接在一刼）兮榮# # 之）4 4感應器之能力及被認為是 達成有效之資訊收集或該組件、 干牛模或核具之刼作控制所 必需之參數量測結果的類型。 感應裔6 6 - 74及其實體彳查姑| 貫體連接對该刼作環境有彈性且可解 決在成型機器内所經歷之熱、堡力及振動的需求。在此方 面，認為用於汽車工業(出於弓丨擎管理之目的)之感應器適 於本發明中之應用。該等感應器係熟f半導體技術者所容 易已知的。 另外，熱半模50及冷半模52之至少至少其中之一（且較 佳為兩者)較佳包含用於儲存資訊之至少一記憶體設備 %、78。該記憶體設備可位於該半模内的—凹穴中或該模 具側上之一模組内。像感應器66-74-樣，該記憶體設備 及其實體連接經調適以抵抗纽之射出成型環境，且在此 =面熟習此項技術者將容易瞭解應參考半導體技術，尤其 是汽車及引擎管理型應用中所使用之技術。 每一半模中之記憶體設備76、78最終回應於一包含合適 之抆制邏輯及特殊應用管理功能之機器控制器80。在此方 面’雖然控制智慧可均等地分佈在整個系統中，但是機器 控制器80可使用一局部微處理器82。 、椒為控制器80進一步負責操作一人機介面（HMI) 84，其 為操作者提供輸入資訊（經由鍵盤、觸控螢幕或諸如cD_ Μ之可碩取資料輸入設備86)及於一合適之顯示器88上 105366.doc
•16- 1268850 觀看/接收資5孔之能力。因此可藉由機器控制器8〇存取儲 • 存於記憶體設備76、78中的資訊，且藉由在該系統内的總 、 體控制智慧進-步控制儲存(意即，寫入)資訊至記憶體設 備中。與機器控制器80相協作，記憶體設備76、78因此能 夠累積自局部感應器66_74或自例如機器控制器之其他感 應源所接收的感應資料之歷史紀錄。 可使用數位或類比訊號域且使用連續的、多工化的或平 • 打的資訊傳遞機構經由一現場匯流排89或其類似物將記憶 體认備76、78耦接至機器控制器8〇。同樣地，可使用無線 技術（諸如射頻（”RF”）技術）來將記億體設備％、78鏈接至 機器控制器80，如功能天線及RF區塊90所表示。 可藉由任何合適的非揮發性記憶體儲存技術，其包含 TAG、Datakey及RS-485多點技術，來實現該等記憶體設 備。在一特定實施例中，可獨立於感應器而使用並實施記 憶體設備76、78。可藉由刪延長線連接及支持—記憶棒 ⑩ =A機☆控制11之間的快速連續介面之USB快閃記憶體來 貫現記憶體架構。因此可經由熟習此項技術者容易瞭解之 任何適合的技術（例如’乙太網路）達成對該記憶體之遠端 : 或介面存取。 ·- 視情況，機器控制器80進一步聯網至一資料庫92，可經 f 一數據機連接94到達該資料庫。資料庫92可位於用戶廉 :處且甚至位於分配給系統控制器之記憶體内，或者可在 遠端位於廠區外’例如，位於機器供應商處。資料庫92含 有所t、應的機②及其相關（且較佳經最佳化的）操作參數之 105366.doc -17- 1268850 2早，其可性地存取及下載至局部射以型機器Η)之 制器80。亦可用來自射出成型機㈣之操作資訊及 斤感應到的量測結果週期性地更新該資料庫，因此允許對 =出成型機HH)或其特定組件所經歷或在其中的操作條件 進行脫機（off-line)分析。 在一實施例中，晶片上印掩雜 β心體可僅包含一網路位址指 =，”允許聯機（.Iine)連接至配置參數之資料庫， 線。 械益匕制益）建立用於機器操作之基 』在一較佳實施例中’因此將在熱半模50及冷半模52中之 圯憶體設備耦接在一起。類似 Μ驴I如丄 關於在忒杈具外側之辅
=備’例如…自動控制裝置㈣後模具冷卻設備，可 視情況將此輔助裝備麵接至記憶體設備Μ， Z :: 件配二或機器設定的所儲存資訊，其包含定時及定位 自動控:裝置:^^^ 76、78接收之t 6接收並解譯自記憶體設備 78接收之育訊以控制辅助裝備 者 制器80可提供對辅助襄備之 ，。Μ、，機益控 (例如一共同匯流排結構）恃備/、要31信路徑 器及輔助裝備互連，如孰備Μ與機器控制 ^ — …白此項技術者將容易瞭解的。在 此方面’在記憶體設備76與微處理器旧 T⑽鏈路(或其均等物)，雖然為清晰起見 = 直接且可選之連接。 口 略此 在另一貫施例中，献濟道 —道Μ視情況可包含-可耦接至機 】05366.doc !26885〇 裔控制器80之記憶體晶片或RF標記；將在適當時候描述此 記憶體晶片或RF標記之功能。 簡要參考圖3，複數個感應器68-72各自耦接至一資料 (收集）介面100，其提供一至一記憶體設備76之通信路徑。 ϋ適的控制器，諸如一經由資料介面1〇〇耦接至該等感 應斋之微處理器1 02，控制對該記憶體之存取。通常，對 1处里态1 02之存取係經由一數位至類比轉換器丨〇4且視情 ^經由一多工器106。若該微處理器係在一分佈式控制系 統中’則資料介面100亦提供至一機器控制器8〇之資訊 接〇 、 現轉向本發明之各種較佳架構實施例之功能操作。可以 數個方式達成圖2之系統的功能控制及配置。 次首先’機器控制器8G可經由其聰184請求直接輸入某些 貝況。舉例而1：，關於模具配置，本發明之—較佳實施例 產生-螢幕提示’其要求關於待產生之成型部件之部件參 .Λ二：在該機器中的控制邏輯用以尋找且(若可用)詢問 二之子組件(例如模具、熱洗道及堆疊)之系統設 疋㊣胃5fl。在本文中，應瞭解"模内"資訊為一機構之 一般描述，該機構將有關組件之操作資料儲存於一電路板 同樣地，術語"模内"係關於-識別標記，； :4件、模具或機器且其由機器控制器用來在含 有關於不同部件、模具及/或機器之許 ：二 庫(位於該機器控制器内或位於其遠端)中索引：一案= 105366.doc -19- 1268850 疋很杀° 第三，該機器控制器藉由接收來自定位於關鍵位置處之 感應器之所感應訊號而即時監控該機器之操作參數。在一 閉合迴路設定中，該系統控制哭&谈… 凡寻工制益承擔對機器操作條件之動 態調整。 為改良模具配置，本發明之-較佳實施例請求所要的成 型部件之各種實體參數之資料給人 ^ ^ 貝才十輸入。更特定言之，考慮到 -預成型述之實例，-用於_的（本發明之—較佳實施例 之）控制演算法提示機器操作者輸入對於該預成型述之特 定區帶之重量及厚度量測結果。厚度量測結果至少為最大 厚度量測結果。關於該等區帶，可使用任何數目及粒度， 但是最好是為閉區域、攻有螺紋之區域或頸狀區域及介於 閘與頸狀物之間的中間（大致為圓柱形）體區域所獲得之重 =及厚度量測結果。可以表格形式輸人此資訊，或直接者 |生於顯不㈣上的該預成型堪之代表影像或簡 化衫像上’如圖4中所顯示。 用於HMI之控制演算法視情況可另外請求關於閘直徑之 寅訊«融物經由該閘射入模穴中）、成型部件之總長度及 預成型链之、 哭m 螺紋之外經。另外，機 。。永佳需要輸人有限的有關製程之機器參數，其勺 :注，活塞之直徑及模具中模穴之數目。雖然本發明Γ 产空法可應用平均密度，但是亦較佳對於給定操作溫 二 得樹脂之密度。同樣，對射出麼力之較佳择作 W可選擇為輸人或下載至軸中。在更瞭解機、 105366.doc -20- 1268850 及特定配置及設定後，更好地置放控制演算法及系統控制 器以界定初始模具及機器配置點，藉此使該系統處於更近 似於最佳或較佳操作狀態之初始操作狀態。 因為冷半模之冷卻效率經受介於其冷卻電路與樹脂溫度 之間的溫度差異，所以演算法可視情況亦補償變化之冷半 杈操作溫度，雖然冷卻電路溫度通常屬於約5它與25七之 2勺有限範圍内，且因此當在射出點之熔融樹脂之溫度的 情形下考慮時具有最小的影響。 資料輸入可限於組件識別碼，只要此組件識別碼由該機 器控制器用來獲得對-表現該組件之操作參數之特徵的檢 查表之存取。 日士。^文經識狀資料，㈣演算法在計算填充曲線 力:權ΪΓ區帶(具有不同之厚度及幾何形狀)之間應用-力㈣子，以補償在該等變化之區帶幾何形狀中出現之不 同的冷卻及流量特徵。更特 到，古、^Α 疋。之本發明之一態樣認識 π、疋在成型部件（例如，預成型坯）内且有 力且較佳無誘發性應力，且此外，存在來自模1 〜 氣。基於此，本發明之—態樣期望拉穴之:_ 其中在預成型兹之各區帶幾疋之填充速率’ 模穴行進）處；^$ 7形狀中一熔融物前端（經由 後，為達= 或流量…，初始配置之 為達成或確保恆定流量， 直之 製程參數(例如，物溫度:二要進-步改進-些 不平衡，但是本發明已減少可能需出要=立反置承)以補償系統 決之參數之數目及可能 ，、工由反復修改過程解 及了-的耗圍。因此’在減少的時間内， 105366.doc 1268850 本赉明使模具朝向最佳化之配置移動，而本發明利用由模 具製造商提供之指導來簡化反覆改進過程並可能消除該過 程。 該演算法（在機器控制器80内操作）因此計算一填充曲 線，其至少在一第一近似值上對應於模具之一最佳填充曲 線如現在應瞭解，該填充曲線將包含用於以下各項之操 作α置點· 1)射出速率轉變時間控制（當由機器邏輯進行速 率至塵力控制時）；Η)活塞速度；及iii)當應發生保持塵力 下的轉變時。 Θ忒拴制廣异法較佳計算額外機器操作之設置點，包含擠 遷機操作及冷卻功能㈤者均在模具及後模具中）。 -土月之替代貫施例中，不是使操作者經由HMI 84 將資料輸入機器和岳丨I哭、β n ^ θ 4制副中，而是將該模具中-記憶體設 備（或在各個半模中之記憶體設備）配置為下載模具設定資 機器控制器80。在本文中，模具設定資訊係關於部件 、可形狀且特定言之係關於所要之成型部件(如以上所指 不）之實體參數。下恭 下載了為自動的或由模具安裝及加電所 或由機器操作者互動所提示。在—較佳實施例中， 坯資吒，兮機1 -儲存的構造圖式直接獲取預成型 預H 包含—自—根據—特定模板產生之 預電子構造圖式提取尺寸之宏指令（ma叫。 操作作::演算法(在機器控制器中)便允許 脂溫度設置、機11操作’例如樹 /直徑及其類似物。已知模穴之數目（其 105366.doc -22- 1268850 可包含於保持在記憶體設備中之所儲存資粗 . _ H竹甲或另外由機 裔操作者輸入），演算法便能夠計算並設置填充曲線， -特定言之，計算並設置用於以下各項之操作設置點：= 出速率轉變時間控制（當由機器邏輯進行速率至壓力抑· 時）；Π)活塞速度；及iii)當應發生保持壓力的轉變時:二 旦計算出填充曲線及操作設置點’控制演算法便使其列出 於或另外展示於HMI 84之顯示器88上。 • 當製造該組件（記憶體設備與其直接相關）時，初始儲存 已儲存於記憶體設備中之資訊。在諸如冷半模、熱淹道: 統或堆疊設定之該組件之修整或轉換的時刻，用包括料 茶數之新穎技術資料更新該記憶體。 另外，焚可用儲存容量影響，記憶體設備可包含使用者 指令手冊及相關技術資料，其可由機器控制器選擇性存取 以允許於HMI 84上顯示參考文獻。 一旦處於機器之操作環境中，控制演算法便確保在機卷 籲㈣n内局部儲存該記憶體中資料之—備份。在斷電時: 雖然並不必需，較佳承擔模具與晶片之間的資料同步，該 θ步較佳經配置為不會覆寫用於隨後將描述之歷史存取目 的之現存資料。 呑己憶體設備需要包含—細杜％ ^ 3組件熾別號作為完全的最小值， 其允终機器控制器交叉夹去 又 > 考組件熾別號之資料庫以獲得技 術上相關之設定資邙。、 、σ 錯由僅以一識別號（或識別號之範 圍）標記該組件，可力兮^ a 、 在该組件中限制記憶體之資訊等級及 複雜性。然而，按此古4 4 π , 式之、、且件標記需要用一交又參考具 105366.doc
-23- 1268850 :·ρ件’數之組件號之檢查表來週期性地更新系統控制 …此可I二由選擇性下載資訊至機器控制器(經由網 路）或經由一週期性發送給用戶之CD-ROM來完成。 之’ -組件(例如，模具)號提供一辨識點，其可被交又： 考至可用於機器控制器之操作參數之資料庫中。或者，機 盗控制器可經設定以允許機器操作者直接存取-含有組件 ί數tr特'政之清早之遠端資料庫’且然後下載相關操作 麥數以允許控制演算法計算配置。 或^記憶體設備可取代諸如電子或卿記之識別標 1 唯—地識別待結合之組件。不是使用記憶體設 Γ 可用一含有可掃描至機器控制器中的條碼帶來 =記。在最基礎之形式中，手動輸入組件部件號至機 2制^’藉此將該部件號交又參考至該機器控制器可 存取之操作參數之資料庫中。 當對特定模具之機器配置作出任何修改時，該修改儲存 :二!控制器相關之記憶體中。另外，當使用模内記 二:又、：’經修訂的且可能經手動最佳化的機器設置儲 :杈具組件或半模上或位於其内的記憶體設備％ r=?機器配置設定隨著該模具或半模的運動傳遞 至一不同的機器。 < 況下’不管是藉由自模内記憶體設備下載還是 由無作者所提示的資料輸人，⑽· 極限檢查以確保所接收之資料滿足對用於該成:： 制演算法及操作參數之資訊要求。若存在不一致 105366.doc -24- 1268850 性，或若控制涫曾 ㈣應警報通==外誤差’則經由一來_ 備視情況需要呈已作者。下载資訊至模内記憶體設 覆密碼形式之安全存取；此防止錯誤 後寫u思暴改所儲存之成型資訊。 置本=要=基::似機器之先前經歷對-機器之配 作參數及裝備說明：m接輸入局部成型機器之操 在輸入關於該模裝於該成型機器中。 #制演… 之參數資訊至機器控制器中時， 线別推薦之機器 體設備中）盥用戶夕-、、且仟上之圯憶 致性。經由使用細由2成型機器之操作能力之間的不一 =/知識，控制演算法識別引起操作偏差之設定差 異（尤其在配置方面、μ 又心左 μ ^ ^ 詩基於㈣纟統之外㈣ /彳^的祛态處理特徵（在一 中證明）之配置轉換之選項。取“查表或轉換計算 作為更特別之實例’將一具有一相關記憶體晶片(咅 j，杈内記憶體)之新模具安裝至一用戶機器中，該曰： 支持最佳化之操作製程設置資料及機器設定資料。在：定 於:晰之機器而在設定上改變的測試臺上的經= :::資:：如夾钳尺寸及注射— 4於用戶機器參數及特徵之方程式或檢查表將 測試台最佳化資料轉換為用戶機器最佳化資料。因:在 機器中新模具之填充曲線及設置點控制修改為近似 攻佳化之配置之一第一近似值。或者，該控制演首法 105366.doc 1268850 可存取機器設定之資料庫以識別一最相似於該用戶機器之 較早設定。一旦已識別一類似機器，藉由該用戶機器之控 制演算法之配置便基於較早的、但是類似的機器之機器配 置。若在測試台配置與用戶機器之間存在根本不相容性 (如由系統組件中之顯著變化所識別），則該控制演算法產 生一合適的警報，其經由HMI 84呈現。 受可用記憶體儲存容量影響’模内記憶體可視情況包含 _ 胃服務歷史之存取，該服務歷史包含具體到模具或一般到 模具類型之維護紀錄。 — w 工刺裔δυ經設足以經由 資訊的訊號交換詢問待獲取之各種系統組件，以瞭解哪些 組件及哪些操作參數連接曼兮备 双逆接至”亥糸統。該機器控制器因此選 擇性存取與諸如冷半模、埶 千稹熱+模或堆疊之特定系統組件永 久相關的記憶體設借，猶彡曰+ 備以獲侍在其配置控制演算法中用於 後繼計算目的之必需的設定資料。 、 在另一實施例中，系統中每一 ^ 么 主要組件經電子方式加以 払3己以允终系統控制器詢 掉作夂I ” 1所有在忒糸統内之組件以識別 备作蒼數。若機器控制哭 號交換"，則赖时 b 夕、之資料驗證或"訊 乂換貝m益控制器可預設為手動配置設定。 在一經感應之系統中，隨著時間流逝’可經由 錄感應器輸入而獲得進_ 工並，己 (尤其在模具或壓板 成1械裔内或上 ,s 内的歿數個感應器66_74累穑名# 中通信及儲存用於後 4系積在屺憶體 %俊纟k統计分析之機 經由H Μ ί存取所儲 耗作貝枓。可由— 之技也貝’或另外藉由將所儲存 I05366.doc -26- 1268850 之歷史機器效能資訊下載至廠區外位置，例如，製造商之 •服務設施，作出該分析。藉由自多個機器或模具獲得歷^ • 冑料，機器製作能夠通過其產品平臺識別效能趨勢且能夠 承擔適合的設計改變，尤其能夠解決起因於反覆性問題之 服務問題。 ' 另外，如將容易瞭解的’所感應之環境支持操作機器製 程之閉合迴路控制。 Φ 、另外，本發明之一較佳實施例使用感應器66-74來監控 並支持記錄個別循環參數，諸如·· 0模具（或特定模具組件）所執行之循環數目； ii)最大及平均施加力； 平均及最小循環時間； iv) 排出速度，· v) 2模及組件之各種部件（包含炫融物分佈系、统，例如， •洗道系統）中所經歷之平均、最大及最小溫度，·及 # V1)其他機器及模具事件，諸如警報。 口基於先前歷史，服務技術員能夠存取在說明書内是否已 操作機器及對於哪個週期已操作機器。 - 戶斤感應之循ί袠資訊儲存於與系統控制器80相關的記憶體 • 2、’較佳藉由用最新資料不斷更新所計算之平均值及絕對 里測結果來儲存該循環資訊，藉此限制記憶體之總體尺 寸。 “ 、由於感應裔監控’本發明之一較佳實施例具有一經設定 、σ (在ΗΜΙ處及一遠端服務中心處）一組件之即將發生 ]05366.doc -27- 1268850 的或實際的故障之機器控制器。服務中心處的技術員具有 關於可此問題之貝㉝’其可立即對服務進行排程，藉此改 良對用戶之服務支持。 較佳用所有新模具組件及相關操作參數定期更新諸如圖 2之資料庫92之集中資料庫，以支持完全瞭解之技術平臺 之毛展目豪解了組件能力，可添加增加的智慧至成型機器 之控制邏輯以利用戶斤g # & m . # 用所累積的、歷史的知識並藉由提供（系 統控制器之）遠端系統控制及製程再最佳化來最佳化組件 效能。 具有可寫入記憶體設備時，可視情況將機器控制器設定 為將機器號寫入記憶體設備中以提供成型運動之歷史追 縱。為確保資料保持更新，進一步配置機器控制器在機器 配置錢具安裝至壓板中時弓丨起對使用者之提示，藉此將 某些資訊輸人該控制器中並下載至與模具組件（例如，冷 半模或熱洗道或自冑控制裝置）相關之記憶體。 •為解決組件非揮發性（以及在模具設計中智慧財產權之 可能的偽造及剽竊)之可能的問冑，本發明之一較佳實施 例使機器控❹與位於模具之熱半模5G及冷半扣兩者上 之記憶體晶片合作。若未接收到—建立組件相容性及來源 的鑑認碼，則將成型操作完全抑止或限制為基本功能性， 例如’以確保不存在模具/機器損壞。或者，若不存在辨 1料將機H控制器設定為產生報告，且視情況發送報 :曰不該杈具正被一可疑的贗品或複製品(cl_)使 用。在某些實例中涵蓋：可能希望總是使特定的熱半模與 105366.doc -28- 1268850 .#定的冷半模相關聯’作為-配對，藉此經唯-編碼且互 補之識別碼僅一起操作。 " 在本發明之另一態樣中，由於壓力感應器之位置在堆疊 組件内及/或相對於壓板及連接桿之力閉合路徑的模具表 面上，涵蓋了所施加之鎖模閉合力之微處理器控制。更特 定。之，本發明不是對射出循環之持續時間内之實質部分 毛展70王閉合力，而是涵蓋（經由控制液壓活塞或其功能 • 均等物）動態地閉合迴路控制鎖模壓力，以調整該鎖模壓 力來反映，思即，等於且較佳稍微超過瞬時射出壓力。較 佳地，將一安全範圍（可能為約2%至10%之間，但是至少 不大於約25%至50%的過壓）建置於該系統中，以確保獲得 且保證有效之模具閉合。以此方式，較佳實施例之系統消 耗較少功率且減少了組件磨損。可經由表面黏著之感應器 並藉由量測液壓及/或模穴壓力來達成壓力感應。其他或 另外，該系統亦可監控成型運動（且特定言之，模具及連 • 接桿位置）。 筝考圖5，說明隨著時間流逝所施加力之圖形表示。在 此=式中’展示兩個替代性方法。一第一方法模仿射出壓 力Ik時間之曲線，藉此所施加力根據閉合迴路控制而隨時 間變化（經由適當定位之壓力感應器之感應及量測達成）。 第一方法關注預儲存或歷史累積之射出壓力資訊，且 施加恆定力而不是改變該力。然而，第二方法不是施加鎖 模總成可發展之所有可用鎖模力，而是關注在模具中將會 經歷之取大所記錄的/可能的射出壓力（如儲存於與特定模 105366.doc •29- 1268850 具没定相關之檢查表中）且然後將此最大塵力提昇約2%與 1〇%之間之安全範圍，藉此識別經最佳化之鎖模力。機器 控制斋然後引起施加一對應於該經最佳化之鎖模力之恆定 施加力（基本上僅在射出及保持循環期間）。 此外m憶體晶片（除對所施加力之閉合迴路控制 )可用"亥模具來儲存该（等）系統之特定設定之預定壓降 '里、、Ό果藉由询問该記憶體，可存取該力施加之曲線 並將其作為控制參數載人控❹、統中。再次，藉由此時使 用、、二杈型化之力曲線（其本身可基於對於不同模具類型及 模穴源自經驗的結果），關於射出及保持循環進行動態力 技制，藉此減少施加於模具之組件上的平均壓力。 曰總而言<，關於所施加之鎖模力，感應器及/或記憶體 晶片允許機器控制器施加·· 0基於壓力量測結果之最小閉 合力；或者π)隨著時間流逝基於模具或者成型物品之所量 測實體參數之閉合力變化。 因為機器控制器最終負責機器控制，所以最好所有記憶 體設備及輔助控制器均回應該機器控制器，藉此確保達成 早點寫入功能。 士當然’將目秉解僅作為實例、給出以上㈣且在本發明之範 嘴内可作出細節上的修改。舉例而言，雖然較佳實施例已 集中於在多模穴預成型坯製造環境中實施本發明，但是本 發明可均等地應用於其他技術中’在該等技術中隨著時間 流逝一模具鞋（與一部件相關，諸如在觸變成型環境中）可 在許多具有稍微不同之系統設定的機器之間互換。類似 105366.doc -30- 1268850 地，雖然較佳實施例涵蓋成型環境為ρΕτ(聚對苯二甲酸乙 一知S曰），但是本發明可應用於其他用於塑料及金屬之成 • 型J衣境’例如，分別為聚碳酸酯及觸變成型。 雖然在互補意義上操作記憶體及感應器設備係有利的， 但是應瞭解本發明之概念係關於在可獨立於一基於感應器 之系、、先而貝鉍之任何前述配置程序中使用記憶體（或將組 件識別資訊輸入機器控制器中）。 • 雖然較佳實施例已集中於關於模具之熱半模及冷半模之 洋細解釋，但是本發明亦可用於並應用於例如自動控制裝 置之其他系統組件。 【圖式簡單說明】 圖1展不一可用來支持本發明之概念的先前技術射出成 型機器； 圖2為一根據本發明之一較佳實施例之智慧型成型系統 的示意圖； • 目3提仪用於圖2之較佳系統架構之一典型介面之細節； 圖4為-根據本發明之一較佳實施例、於圖2之人機介面 (HMI)上之可推薦的螢幕表示；及 圖5為一所施加力對時間的圖形表示，如在本發明之另 一實施例中所利用的。 【主要元件符號說明】 10 12, 14 16 射出成型機器 互補半模 固定壓板 105366.doc -31- 1268850
17 18 19, 20 21 22 23 24 29 30 32 34 36 38 50 52 54 56 58, 60 62, 64 66, 68, 70, 72, 74 76, 78 80 82 84 可移動壓板 射出單元 連接桿 連接桿鎖模機構 通眼 連接桿之懸空端 模具模穴 自動控制裝置 臂狀工具端（EOAT) 取出盤 冷卻管 預成型坯 剝離器盤 熱半模 冷半模 熱洗道系統/熱洗道 灌嘴 模/穴 核心 感應器 模内記憶體設備 機器控制器 局部微處理器 人機介面（HMI) 105366.doc -32- 1268850 可讀取資料輸入設備/記憶體設備 86 88 顯示器 89 現場匯流排 90 RF區塊 92 資料庫 94 數據機 96 獨立控制器 100 資料（收集）介面 102 微處理器 104 數位至類比轉換器 106 多工器
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Claims (1)
1268850 十、申請專利範圍： 1. 一種用於一成型機器之記憶體設備，該記憶體設備與關 於一待成型物品之模具配置資料相關，該模具配置資料 包含關於至少以下之一的資訊： 一待成型物品之填充曲線；及 一模具之設置點控制。 2·如請求項1之記憶體設備，其中該模具配置資料依具有 不同厚度及幾何形狀之複數個區帶而界定該待成型物 品 ° 3.如晴求項2之記憶體設備’其中關於該複數個區帶之資 料提供複數個加權因子，其經設計以至少部分地補償在 該待成型物品内不同的冷卻及流量特徵。 4·:請求項2之記憶體設備，其中該模具配置資料依該複 =區帶之每一者之一填充速率而界定該待成型物品， 速率為-預期在該等區帶之每—者内流動之炼融 月'J端界定一大體上恆定之速度或流動。 5.:項1之記憶體設備，其中該記憶體中之模具配置 貝枓經由以下之一被存取： 一條碼； —提供對-檢查m引之模具參考號；及 關於一特定模具之資訊之一資料庫。 6·如請求項1之記憶體設備，其中 牛阳m 亥屺憶體設備係經進一 v配置以儲存關於至少以下之— 作· $ <歷史資料：成型操 作，糸統設置；及在一相關模I 、/、之知作期間所經歷之系 105366.doc 1268850 統警報。 7，一種含有—具有關於—待成型物品之模且配 憶體設備之模具組件， 貝料之記 少以下之-之資訊：心具組件配置資料包含關於至 一待成型物品之填充曲線；及 一模具之設置點控制。 8. 7之模具組件’其"亥模具組件配置 不同厚度及幾何形狀之複數個區帶 z〆、 品。 …疋^待成型物 9. 二=項8之模具組件’其中關於該複數 k供獲數個加權因子，其經設計以至少部分地補/枓 待成型物品内不同的冷卻及流動特徵。 ^ 1 〇·如請求項8之模具組 個區帶之备一參 具配置資料依該複數 埴右φt —填充速率而界定該待成型物品，該 前端2為—預期在該等區帶之每—者内流動之炫融物 月J為界疋一大體上恆定之速度或流動。 U·:請求項7之模具組件，其中該記憶體設備經進一步配 統=储存關於至少以下之-之歷史資料：成型操作；系 報 ，及在一相關模具之操作期間所經歷之系統警 月求項7之模具組件，其中該模具組件為以下之一： 一堆疊組件； 射出成型機器 之一熱半模；及 105366.doc 1268850 一射出成型機器之一冷半模。 種^括才果具之射出成型機器，該模具具有-含有關 j待成31物σσ之相關模具配置資料之記憶體設備，該 模具配置資料包含關於至少以下之一的資訊： 一待成型物品之填充曲線；及 一模具之設置點控制。 14.
，該方法包括： 設備以獲取關於一待成 配置資料包含關於至少 一種控制一成型機器操作之方法 使一機控制器存取一記憶體 型物品之模具配置資料，該模具 以下之一的資訊： 待成型物品之填充曲線；及 一模具之設置點控制；及 基於4填充曲線及該設置點控制資料至少其中之一來 設定該成型機器之操作參數。 15. 如請求項14之控制_成型機器操作之方法，其中該模具 配置貝料依具有不同厚度及幾何形狀之複數個區帶而界 定該待成型物品。 16. ㈣求項15之控制—成型機器操作之方法’纟中關於該 稷數個區帶之資料提供複數個加權因子，其經設計以至 少部分地補償在該待成型物品内不同的冷卻及流量特 徵。 17·如請求項15之控制一成型機器操作之方法，其中該模具 配置貧料依該複數個區帶之每一者之一填充速率而界定 4待成型物品，該填充速率為一預期在該等區帶之每一 105366.doc 1268850 者内流動之炫融物前端界定一大體上恆定之速度或流 量。 18·如請求項14之控制一成型機器操作之方法，其中對該模 具配置資料之存取係經由以下之一： 一條碼； 庫 一提供對一檢查表之一索引之模具參考號；及 一位於一特定模具上之記憶體設備内的資訊之一資料 19.如請求項18之控制一成型機器操作之方法，進一步 括： 包 經由-HMI輸入機器設定資訊，以致使修改一對機界 操作之效應，否則該效應將由該模具配置資料達成。°° 2〇.如請求項19之控制-成型機器操作之方法，其中該機器 設定資訊係關於至少以下之一： ^ ° 夾鉗尺寸； ⑩ 注射罐；及 射出壓力。 21·如請求項14之控制一成型機器操作之方法， : 括： 史夕包 ’次在-模具相關記憶體中儲存關於至少以下之一 貝料·成型操作；系統設置；及在一 間所經歷之系統警報。 在.相關桓具之操作期 22·種電腦程式元件，其包括電腦程式碼 機器之一機器控制器執行程序以： 成型 105366.doc 1268850 存取一記憶體設備以獲取關於一待成型物品之模且 置資料，該模具配置資料包含關於至 、配 訊： 卜之-的資 一待成型物品之填充曲線；及 一模具之設置點控制；及 基於該填充曲線或該設置點控制資料至少其中之—< 設定該成型機器之操作參數。 —來 23·如請求項22之電腦程式元件，其中該電腦程式石馬構件勺 含依具有不同厚度及幾何形狀之複數個區帶而界定該： 成型物品之程式碼。 Μ待 24·如請求項23之電腦程式元件，其中該電腦程式喝構件勺 含至少部分地補償在該等不同區帶之每一者内二 卻及流量特徵之程式碼。 7 25.如請求項23之電腦程式元件，其中該電腦程式碼構件勺 含為-預期在該等區帶之每一者内流動之熔融物前端： 定一大體上恆定之速度或流量之程式碼。 26·如請求項13之射出成型機器，進一步包括： 複數個感應器，丨經配置以提供該射出成型機器之t 作能力之一指示； $ -回應該複數個感應器之機器控制器，該機器控制器 進-步耦接至該記憶體設備，該機器控制器經配置以詢 問控制該等感應器及該記憶體設備進而配置該成型機 器。 27.如請求項26之射出成型機器，其中該等感應器向該機器 105366.doc 1268850 器經配置以使該操 控制器提供操作資訊，且該機器押制 作資訊儲存於該記憶體設備中。 28·如請求項27之射出成型機器，苴 、 甲该機器控制器經配置 以致使將儲存於該記憶體設備 ^ W T之資訊的週期性下載至 一位於該射出成型機器遠端之位置。
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