TWI607853B - 提供成型機台之成型參數的方法 - Google Patents

Description

提供成型機台之成型參數的方法

本發明關於一種提供一成型機台之成型參數的方法，尤指一種將一模流分析軟體所提供之參數導入該成型機台之成型參數的方法。

一般來說，習知的成型機台係用一螺桿將熔融狀態的塑料射入模腔內，以達到成型殼件的目的，而上述的成型過程係仰賴人員的經驗及試誤(try-and-error)的方法找出對應該殼件的成型參數，以調校成型機台進而對該殼件進行大量生產。然而，上述成型機台調校的過程需花費大量時間，且大幅仰賴人員的經驗會造成人力成本的增加。因此，本發明提供一種提供一成型機台之成型參數的方法，以解決上述問題。

本發明揭露一種提供一成型機台之成型參數的方法，該成型機台包含一螺桿及一螺桿最大進給速率，且該螺桿具有一螺桿直徑，該方法包含下列步驟：根據一殼件模型取得一射出總容積；利用一模流分析軟體繪製螺桿進給速度百分比相對於殼件充填率之一預設成型曲線，其中該預設成型曲線包含複數個轉折點，各轉折點具有一殼件充填率及一螺桿進給速度百分比；利用各轉折點之殼件充填率、螺桿直徑及射出總容積，取得各轉折點對應螺桿之一螺桿衝程位置，其中各螺桿衝程位置、各轉折點對應的該殼件充填率、螺桿直徑及射出總容積滿足下列關係式：各螺桿衝程位置 = (射出總容積 * 各轉折點對應的殼件充填率) /[ pi*(螺桿直徑/2)^2]，其中pi為圓周率；以及利用預設成型曲線之各轉折點對應之桿進給速度百分比及成型機台之螺桿最大進給速率，取得各轉折點對應的該螺桿之該螺桿衝程位置之一螺桿速率；以及將該些轉折點對應之該些螺桿衝程位置及該些螺桿速率提供給成型機台。

根據本發明之其中之一實施方式，本發明揭露一種提供一成型機台之成型參數的方法，該成型機台包含一螺桿及一螺桿最大進給速率，且該螺桿具有一螺桿直徑，該方法包含下列步驟：根據一殼件模型取得一射出總容積；利用一模流分析軟體繪製螺桿進給速度百分比相對於殼件充填率之一預設成型曲線，其中該預設成型曲線包含複數個轉折點，各轉折點具有一殼件充填率及一螺桿進給速度百分比；利用各轉折點之殼件充填率、螺桿直徑及射出總容積，取得各轉折點對應螺桿之一螺桿衝程位置；利用模流分析軟體取得對應殼件模型之一預設成型時間；利用預設成型曲線之各轉折點對應之該螺桿進給速度百分比及成型機台之該螺桿最大進給速率，取得各轉折點對應的螺桿之該螺桿衝程位置之一螺桿速率，其中各轉折點對應的螺桿速率等於螺桿最大進給速率乘以該轉折點對應的該螺桿進給速度百分比；根據各螺桿衝程位置及對應的螺桿速率，取得對應於各螺桿衝程位置之一分區時間，其中各分區時間等於兩相鄰螺桿衝程位置的差值除以對應的螺桿速率；累加該些分區時間而得一總時間；以及當總時間與預設成型時間相符時，將該些轉折點對應之該些螺桿衝程位置及該些螺桿速率提供給成型機台；當總時間與預設成型時間不相符時，利用總時間相對於預設成型時間的比值調整各螺桿速率，使得調整後的總時間等於預設成型時間，並將該些轉折點對應之該些螺桿衝程位置及調整後的該些螺桿速率提供給成型機台。

綜上所述，本發明利用模流分析軟體分析所述之參數(例如各螺桿衝程位置、各螺桿速率等)應用至成型機台，以調校成型機台對該塑膠殼件進行大量生產，無需仰賴人員的經驗，因此本發明所提供之方法可大幅降低人力及時間成本，以提升產品於市場上的競爭力。有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請參閱第1圖所示，第1圖為本發明實施例一成型機台1的部分的剖面示意圖。成型機台1包含一螺桿2，螺桿2用以將熔融狀態的塑料射出，藉以成型一塑膠殼件(未繪示於圖中)，成型機台1具有一螺桿最大進給速率F，且螺桿2具有一螺桿直徑D。

請參閱 第2圖以及第4圖，第2圖為本發明實施例之提供成型機台1之成型參數的方法的流程圖，第4圖為本發明實施例預設成型曲線3的示意圖。如第2圖以及第4圖所示，該方法包含下列步驟：

步驟 100: 開始。

步驟 102: 根據一殼件模型取得一射出總容積V。

步驟 104: 利用一模流分析軟體繪製螺桿進給速度百分比f相對於殼件充填率r之一預設成型曲線3，其中預設成型曲線3包含複數個轉折點，各轉折點具有一殼件充填率及一螺桿進給速度百分比。

步驟 106: 利用預設成型曲線3之各轉折點對應之殼件充填率、螺桿直徑D及射出總容積V，取得各轉折點對應螺桿2之一螺桿衝程位置。

步驟 108: 利用預設成型曲線3之各轉折點對應之該螺桿進給速度百分比及成型機台之螺桿最大進給速率F，取得各轉折點對應的螺桿2之該螺桿衝程位置之一螺桿速率。

步驟 110: 將該些轉折點對應的該些螺桿衝程位置及該些螺桿速率提供給成型機台2。

以下針對上述方法進行說明，請一併參閱第3圖以及第4圖，第3圖為本發明實施例一成型機台操作系統介面4的示意圖，第4圖為本發明實施例預設成型曲線3的示意圖。首先，可根據機構研發人員所提供之關於塑膠殼件之殼件模型(未繪示)，利用機構設計軟體取得對應殼件模型的射出總容積V(步驟 102)，接著利用模流分析軟體(例如mold flow或moldex等)繪製如第4圖所示的預設成型曲線3，其中預設成型曲線3的橫軸為殼件充填率r，縱軸為螺桿進給速度百分比f，且預設成型曲線3可包含複數個轉折點，各轉折點具有一殼件充填率及一螺桿進給速度百分比(步驟 104)。

舉例來說，於此實施例中，預設成型曲線3包含四個轉折點，分別為一第一轉折點A1、一第二轉折點A2、一第三轉折點A3以及一第四轉折點A4。進一步，第一轉折點A1對應預設成型曲線3的橫軸與縱軸的一第一轉折點座標為(r1,f1)，第二轉折點A2對應預設成型曲線3的橫軸與縱軸的第二轉折點座標為(r2,f2)，第三轉折點A3對應預設成型曲線3的橫軸與縱軸的第三轉折點座標為(r3,f3)，第四轉折點A4對應預設成型曲線3的橫軸與縱軸的第四轉折點座標為(r4,f4)。亦即，對應第一轉折點A1的一第一殼件充填率及一第一螺桿進給速度百分比分別為r1及f1，對應第二轉折點A2的一第二殼件充填率及一第二螺桿進給速度百分比分別為r2及f2，對應第三轉折點A3的一第三殼件充填率及一第三螺桿進給速度百分比分別為r3及f3，對應第四轉折點A4的一第四殼件充填率及一第四螺桿進給速度百分比分別為r4及f4。

接著，根據第4圖所示的預設成型曲線3的轉折點數量設定成型機台1上的成型機台操作系統介面4(如第3圖所示)，再利用預設成型曲線3之各轉折點對應之該殼件充填率、螺桿2之螺桿直徑D及射出總容積V，取得各轉折點對應螺桿2之一螺桿衝程位置 (步驟 106)，以及利用預設成型曲線3之各轉折點對應之該螺桿進給速度百分比及成型機台1之螺桿最大進給速率F，取得各轉折點對應的螺桿2之該螺桿衝程位置內之一螺桿速率(步驟 108)，其中各螺桿速率等於螺桿最大進給速率F乘以該轉折點對應的該螺桿進給速度百分比，且各螺桿衝程位置、對應的該殼件充填率、螺桿直徑D及射出總容積V滿足下列關係式：各螺桿衝程位置 = (射出總容積V * 各轉折點對應的該殼件充填率) /[ pi*(螺桿直徑D/2)^2]，其中pi為圓周率。

舉例來說，如第1圖、第3圖及第4圖所示，對應第一轉折點A1的一第一螺桿速率v1以及一第一螺桿衝程位置P1、對應第一轉折點A2的一第二螺桿速率v2以及一第二螺桿衝程位置P2、對應第三轉折點A3的一第三螺桿速率v3以及一第三螺桿衝程位置P3以及對應第四轉折點A4的一第四螺桿速率v4以及一第四螺桿衝程位置P4可分別以下列關係式求得：

第一螺桿速率v1 = 最大進給速率F * 第一螺桿進給速度百分比f1；

第一螺桿衝程位置P1 = (射出總容積V * 第一殼件充填率r1) /[ pi*(螺桿直徑D/2)^2]；

第二螺桿速率v2 = 最大進給速率F * 第二螺桿進給速度百分比f2；

第二螺桿衝程位置P2 = (射出總容積V * 第二殼件充填率r2) /[ pi*(螺桿直徑D/2)^2]；

第三螺桿速率v3 = 最大進給速率F * 第三螺桿進給速度百分比f3；

第三螺桿衝程位置P3 = (射出總容積V * 第三殼件充填率r3) /[ pi*(螺桿直徑D/2)^2]；

第四螺桿速率v4 = 最大進給速率F * 第四螺桿進給速度百分比f4；

第四螺桿衝程位置P4 = (射出總容積V * 第四殼件充填率r4) /[ pi*(螺桿直徑D/2)^2]；

其中上述關係式是表示，螺桿以第一螺桿速率v1自一初始螺桿衝程位置P0移動至第一螺桿衝程位置P1，螺桿以第二螺桿速率v2自第一螺桿衝程位置P1移動至第二螺桿衝程位置P2，螺桿以第三螺桿速率v3自第二螺桿衝程位置P2移動至第三螺桿衝程位置P3，以及螺桿以第四螺桿速率v4自第三螺桿衝程位置P3移動至第四螺桿衝程位置P4。最後，將上述關係列所求得之第一螺桿速率v1、第一螺桿衝程位置P1、第二螺桿速率v2、第二螺桿衝程位置P2、第三螺桿速率v3、第三螺桿衝程位置P3、第四螺桿速率v4以及第四螺桿衝程位置P4提供給成型機台1(步驟 110)，即分別鍵入第3圖所示之成型機台操作系統介面4的對應欄位中，便可將利用該模流分析軟體分析所述之參數應用至成型機台1，以調校成型機台1對該塑膠殼件進行大量生產，無需仰賴人員的經驗以降低人力及時間成本。

請參閱 第4圖以及第5圖，第5圖為本發明另一實施例之提供成型機台1之成型參數的方法的流程圖。如第4圖以及第5圖所示，該方法包含下列步驟：

步驟 200: 開始。

步驟 202: 根據一殼件模型取得一射出總容積V。

步驟 203: 根據一模流分析軟體取得對應該殼件模型之一預設成型時間T0。

步驟 204: 利用該模流分析軟體繪製螺桿進給速度百分比f相對於殼件充填率r之一預設成型曲線3，其中預設成型曲線3包含複數個轉折點，各轉折點具有一殼件充填率及一螺桿進給速度百分比。

步驟 206: 利用預設成型曲線3之各轉折點對應之殼件充填率、螺桿直徑D及射出總容積V，取得各轉折點對應螺桿2之一桿衝程位置。

步驟 208: 利用預設成型曲線3之各轉折點對應之該螺桿進給速度百分比及成型機台之螺桿最大進給速率F，取得各轉折點對應的螺桿2之該螺桿衝程位置內之一螺桿速率。

步驟 209: 根據各螺桿衝程位置及對應的螺桿速率，取得對應於各螺桿衝程位置之一分區時間。

步驟 210: 累加該些分區時間而得一總時間T。

步驟 211: 判斷總時間T是否符合預設成型時間T0；若是，執行步驟212；若否，執行步驟213。

步驟 212: 將各轉折點對應的各螺桿衝程位置及各螺桿速率提供給成型機台2。

步驟 213: 將總時間T相對於預設成型時間T0的比值調整各螺桿速率，使得調整後的該總時間等於該預設成型時間，並將各轉折點對應的各螺桿衝程位置及調整後的各螺桿速率提供給成型機台2。

步驟200~213與步驟100~110的主要差異在於步驟203及步驟209~213，即步驟200~213相較於步驟100~110多了預設成型時間T0之一判斷基準，並說明當總時間T與預設成型時間T0不相符時，如何利用總時間T相對於預設成型時間T0的關係回饋調整各螺桿速率，詳細說明如下，於步驟203中，該模流分析軟體可分析得知預設成型時間T0，且在求得各轉折點對應的各螺桿速率及各螺桿衝程位置後，根據各螺桿衝程位置及對應的螺桿速率，取得於各螺桿衝程位置內之一分區時間(步驟209)，其中各分區時間等於相鄰兩螺桿衝程位置的差值除以對應的螺桿速率。

舉例來說，如第1圖及第4圖所示，當螺桿以第一螺桿速率v1自初始螺桿衝程位置P0移動至第一螺桿衝程位置P1內之一第一分區時間t1、當螺桿以第二螺桿速率v2自第一螺桿衝程位置P1移動至第二螺桿衝程位置P2內之一第二分區時間t2、當螺桿以第三螺桿速率v3自第二螺桿衝程位置P2移動至第三螺桿衝程位置P3內之一第三分區時間t3以及當螺桿以第四螺桿速率v4自第三螺桿衝程位置P3移動至第四螺桿衝程位置P4內之一第四分區時間t4可分別以下列關係式求得：

第一分區時間t1 =(第一螺桿衝程位置P1-初始螺桿衝程位置P0) / 第一螺桿速率v1；

第二分區時間t2 =(第二螺桿衝程位置P2-第一螺桿衝程位置P1)/ 第二螺桿速率v2；

第三分區時間t3 =(第三螺桿衝程位置P3-第二螺桿衝程位置P2) / 第三螺桿速率v3；

第四分區時間t4 =(第四螺桿衝程位置P4-第三螺桿衝程位置P3)/ 第四螺桿速率v4；

接著，將各分區時間累加而得總時間T(步驟210)，舉例來說，如第4圖所示，總時間T、第一分區時間t1、第二分區時間t2、第三分區時間t3以及第四分區時間t4滿足下列關係式：

總時間T =第一分區時間t1 + 第二分區時間t2 + 第三分區時間t3 + 第四分區時間t4；

接著，將總時間T與預設成型時間T0比較(步驟211)，若總時間T與預設成型時間T0相符，即總時間T實質上等於預設成型時間T0，則將第一螺桿速率v1、第一螺桿衝程位置P1、第二螺桿速率v2、第二螺桿衝程位置P2、第三螺桿速率v3、第三螺桿衝程位置P3、第四螺桿速率v4以及第四螺桿衝程位置P4提供給成型機台1(步驟 212)，亦即將第一螺桿速率v1、第一螺桿衝程位置P1、第二螺桿速率v2、第二螺桿衝程位置P2、第三螺桿速率v3、第三螺桿衝程位置P3、第四螺桿速率v4以及第四螺桿衝程位置P4分別鍵入第3圖所示之成型機台操作系統介面4的對應欄位中。

若總時間T與預設成型時間T0不相符，即總時間T不等於預設成型時間T0，則利用總時間T相對於預設成型時間T0的比值調整各螺桿速率，並將各轉折點對應的各螺桿衝程位置及調整後的各螺桿速率提供給成型機台1(步驟 213)，即當總時間T與預設成型時間T0不相符時，需調整第一螺桿速率v1、第二螺桿速率v2、第三螺桿速率v3以及第四螺桿速率v4。

舉例來說，當總時間T與預設成型時間T0不相符時，調整後的第一螺桿速率v1'、調整後的第二螺桿速率v2'、調整後的第三螺桿速率v3'以及調整後的第四螺桿速率v4'可分別以下列關係式求得：

第一螺桿速率v1' =第一螺桿速率v1 *總時間T /預設成型時間T0；

第二螺桿速率v2' =第二螺桿速率v2 *總時間T /預設成型時間T0；

第三螺桿速率v3' =第三螺桿速率v3 *總時間T /預設成型時間T0；

第四螺桿速率v4' =第二螺桿速率v4 *總時間T /預設成型時間T0；

接著，將第一螺桿速率v1'、第一螺桿衝程位置P1、第二螺桿速率v2'、第二螺桿衝程位置P2、第三螺桿速率v3'、第三螺桿衝程位置P3、第四螺桿速率v4'以及第四螺桿衝程位置P4提供給成型機台1，亦即將第一螺桿速率v1'、第一螺桿衝程位置P1、第二螺桿速率v2'、第二螺桿衝程位置P2、第三螺桿速率v3'、第三螺桿衝程位置P3、第四螺桿速率v4'以及第四螺桿衝程位置P4分別鍵入第3圖所示之成型機台操作系統介面4的對應欄位中。

相較於先前技術，本發明利用模流分析軟體分析所述之參數(例如各螺桿衝程位置、各螺桿速率等)應用至成型機台，以調校成型機台對該塑膠殼件進行大量生產，無需仰賴人員的經驗，因此本發明所提供之方法可大幅降低人力及時間成本，以提升產品於市場上的競爭力。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1‧‧‧成型機台
2‧‧‧螺桿
3‧‧‧預設成型曲線
4‧‧‧成型機台操作系統介面
V‧‧‧射出總容積
f‧‧‧螺桿進給速度百分比
r‧‧‧殼件充填率
F‧‧‧螺桿最大進給速率
D‧‧‧螺桿直徑
A1‧‧‧第一轉折點
A2‧‧‧第二轉折點
A3‧‧‧第三轉折點
A4‧‧‧第四轉折點
r1‧‧‧第一殼件充填率
f1‧‧‧第一螺桿進給速度百分比
r2‧‧‧第二殼件充填率
f2‧‧‧第二螺桿進給速度百分比
r3‧‧‧第三殼件充填率
f3‧‧‧第三螺桿進給速度百分比
r4‧‧‧第四殼件充填率
f4‧‧‧第四螺桿進給速度百分比
v1、v1'‧‧‧第一螺桿速率
P0‧‧‧初始螺桿衝程位置
P1‧‧‧第一螺桿衝程位置
v2、v2'‧‧‧第二螺桿速率
P2‧‧‧第二螺桿衝程位置
v3、v3'‧‧‧第三螺桿速率
P3‧‧‧第三螺桿衝程位置
v4、v4'‧‧‧第四螺桿速率
P4‧‧‧第四螺桿衝程位置
T0‧‧‧預設成型時間
T‧‧‧總時間
t1‧‧‧第一分區時間
t2‧‧‧第二分區時間
t3‧‧‧第三分區時間
t4‧‧‧第四分區時間
100~110、200~213‧‧‧步驟

第1圖為本發明實施例部分成型機台的剖面示意圖。 第2圖為本發明實施例之提供成型機台之成型參數的方法的流程圖。 第3圖為本發明實施例成型機台操作系統介面的示意圖。 第4圖為本發明實施例預設成型曲線的示意圖。 第5圖為本發明另一實施例之提供成型機台之成型參數的方法的流程圖。

200~213‧‧‧步驟

Claims (8)

1. 一種提供一成型機台之成型參數的方法，該成型機台包含一螺桿，且該螺桿具有一螺桿直徑，該方法包含下列步驟： 根據一殼件模型取得一射出總容積； 利用一模流分析軟體繪製螺桿進給速度百分比相對於殼件充填率之一預設成型曲線，其中該預設成型曲線包含複數個轉折點，各該些轉折點具有一殼件充填率及一螺桿進給速度百分比； 利用各該些轉折點對應的該殼件充填率、該螺桿直徑及該射出總容積，取得各該些轉折點對應該螺桿之一螺桿衝程位置；以及 將該些轉折點對應的該些螺桿衝程位置提供給該成型機台。
2. 如請求項1所述之方法，其中該成型機台另具有一螺桿最大進給速率，該方法另包含下列步驟： 利用該預設成型曲線之各該些轉折點對應之該螺桿進給速度百分比及該成型機台之該螺桿最大進給速率，取得各該些轉折點對應的該螺桿之該螺桿衝程位置之一螺桿速率；以及 將該些轉折點對應的該些螺桿速率提供給該成型機台。
3. 如請求項2所述之方法，其中各該些轉折點對應的該螺桿速率等於該螺桿最大進給速率乘以該轉折點對應的該螺桿進給速度百分比。
4. 如請求項1所述之方法，其中該成型機台另具有一螺桿最大進給速率，該方法另包含下列步驟： 利用該模流分析軟體取得對應該殼件模型之一預設成型時間； 利用該預設成型曲線之各該些轉折點對應之該螺桿進給速度百分比及該成型機台之該螺桿最大進給速率，取得各該些轉折點對應的該螺桿之該螺桿衝程位置之一螺桿速率； 根據各該些螺桿衝程位置及對應的該螺桿速率，取得對應於各該些螺桿衝程位置之一分區時間； 累加該些分區時間而得一總時間；以及 當該總時間與該預設成型時間相符時，將該些轉折點對應的該些螺桿速率提供給該成型機台。
5. 如請求項4所述之方法，其中各該些轉折點對應的該螺桿速率等於該螺桿最大進給速率乘以該轉折點對應的該螺桿進給速度百分比。
6. 如請求項4所述之方法，其中各該些分區時間等於相鄰的兩該螺桿衝程位置的差值除以對應的該螺桿速率。
7. 如請求項4所述之方法，其中當該總時間與該預設成型時間不相符時，利用該總時間相對於該預設成型時間的比值調整各該些螺桿速率，使得調整後的該總時間等於該預設成型時間，並將調整後的該些螺桿速率提供給該成型機台。
8. 如請求項1所述之方法，其中各該些螺桿衝程位置、各該些轉折點對應的該殼件充填率、該螺桿直徑及該射出總容積滿足下列關係式： 各該些螺桿衝程位置 = (該射出總容積 * 各該些轉折點對應的該殼件充填率) /[ pi*(該螺桿直徑/2)^2]，其中pi為圓周率。