TW201811534A - 注射模製設備及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種控制注射模製設備之熔體壓力的方法。所述方法包含建立具有複數個設定點之熔體壓力曲線。

Description

注射模製設備及其控制方法

下文所述之系統及方法大體上係關於注射模製系統之領域。

注射模製通常用於製造由可熔材料，諸如熱塑性聚合物所製成之部件。為了促進此等部件之注射模製，向容納有往復式螺桿（reciprocating screw）之熱機筒中引入固態塑膠樹脂。熱量及往復式螺桿協作以促進塑膠熔融且將熔融塑膠注入於模穴中以形成期望形狀。通常而言，控制器具有多個設定點，各設定點在模製週期期間針對特有時間界定期望熔體壓力。針對各設定點，控制器命令往復式螺桿在如設定點所界定之時間以使得熔體壓力向期望熔體壓力會聚之此方式運作。然而，控制器會維持根據先前設定點之期望熔體壓力直到根據下一設定點之期望熔體壓力得到實現為止。換言之，設定點之壓力曲線遵循階梯式定義之函數。因此，控制器試圖使得熔體壓力即刻達至設定點（例如，在一個樣本之持續時間內），其使得注射模製單元之內部熔體壓力突增至期望內部熔體壓力且對模製部件之完整性造成不利影響。

根據一個實施例，提供一種控制注射模製設備之熔體壓力的方法。所述方法包括接收熔體壓力曲線。熔體壓力曲線包括複數個設定點，所述設定點各自界定注射模製設備之期望熔體壓力。熔體壓力曲線在各設定點之間延伸。各設定點藉由界定注射模製製程之至少一部分的時間段與其他設定點分隔，在所述時間段期間，熱塑性材料注射至模穴中（例如，在初始注射期間、在填充期間、在封裝期間、在保存期間及/或在填充、封裝或保存之後的任何減壓期間）。所述方法進一步包含在位於設定點之間的一或多個時間間隔下測定熔體壓力曲線。一或多個時間間隔及設定點中之每一者藉由時間分隔，且其中一或多個時間間隔中之每一者界定注射模製設備之期望熔體壓力。在一或多個時間間隔中之每一者下，基於由在一或多個時間間隔中之每一者下之熔體壓力曲線所界定之期望熔體壓力來控制注射模製設備。對於至少兩個緊鄰設定點，位於所述設定點之間的一或多個時間間隔中之每一者下的期望熔體壓力與處於至少兩個緊鄰設定點中之每一者處的期望熔體壓力不同。 根據另一實施例，提供一種建立注射模製設備之熔體壓力曲線的方法。所述方法包括指定複數個設定點，所述設定點各自界定注射模製設備之期望熔體壓力。各設定點藉由界定注射模製製程之至少一部分的時間段與其他設定點分隔，在所述時間段期間，熱塑性材料注射至模穴中。所述方法進一步包括在設定點中之每一者之間指定一或多個期望熔體壓力且為熔體壓力曲線指定一或多個取樣時間間隔。取樣時間間隔由時間分隔。對於至少兩個緊鄰設定點，位於所述設定點之間的一或多個取樣時間間隔中之每一者下的期望熔體壓力與處於至少兩個緊鄰設定點下之期望熔體壓力不同。 根據另一實施例，注射模製設備包括熱機筒、往復式螺桿、動力單元、夾持單元、噴嘴及控制系統。往復式螺桿安置於熱機筒中且經組態以相對於熱機筒往復運動。動力單元以可操作方式與往復式螺桿耦合且經組態以促進往復式螺桿相對於熱機筒往復運動。夾持單元係針對模具。夾持單元與熱機筒相關聯。噴嘴安置於熱機筒之一端且經組態以將熱機筒之內含物分配至夾持單元。控制系統與動力單元通信且經組態以促進往復式螺桿之運作。控制系統具有儲存於其上之熔體壓力曲線。熔體壓力曲線包括複數個設定點，所述設定點各自界定注射模製設備之期望熔體壓力。熔體壓力曲線在各設定點之間延伸。各設定點藉由界定注射模製製程之至少一部分的時間段與其他設定點分隔，在所述時間段期間，熱塑性材料注射至模穴中。控制系統經組態以在位於設定點之間的一或多個時間間隔下對熔體壓力曲線進行取樣，且在一或多個時間間隔中之每一者下，基於由在一或多個時間間隔下之熔體壓力曲線所界定之期望熔體壓力來控制往復式螺桿之運作。對於至少兩個緊鄰設定點，位於所述設定點之間的一或多個時間間隔中之每一者下的期望熔體壓力與處於至少兩個緊鄰設定點下之期望熔體壓力不同。

本申請案為非臨時的且主張2015年8月27日申請之US臨時申請案第62/210,514號申請日之權益。優先申請案US 62/210,514以引用之方式併入本文中。 本文所揭示之實施例大體上係關於系統、機器、產物及藉由注射模製製造產物之方法，且更具體言之，係關於系統、機器、產物及藉由低壓，實質上恆定壓力注射模製製造產物之方法。 如本文所用，就熱塑性材料之熔體壓力而言，術語「低壓」意謂注射模製機之噴嘴附近處大約6000 psi及低於6000 psi之熔體壓力。 如本文所用，就熱塑性材料之熔體壓力而言，術語「實質上恆定壓力」意謂自基線熔體壓力之偏差不會使熱塑性材料之物理特性產生有意義之變化。舉例而言，「實質上恆定壓力」包含（但不限於）不會使熔融熱塑性材料之黏度產生有意義之變化的壓力變化。就此而言，術語「實質上恆定」包含自基線熔體壓力偏離大約30%。舉例而言，術語「大約4600 psi之實質上恆定壓力」包含在約6000 psi （超過4600 psi 30%）至約3200 psi （低於4600 psi 30%）範圍內之壓力波動。熔體壓力被認為是實質上恆定的，只要熔體壓力自所列舉之壓力波動不超過30%即可。 結合圖1至圖4及圖6之視圖及實例（其中在整個視圖中，相同編號指示相同或對應元件），圖1展示用於製造模製塑膠部件之注射模製設備10。注射模製設備10可包含注射模製單元12，其包含漏斗14、熱機筒16、往復式螺桿18及噴嘴20。往復式螺桿18可安置於熱機筒16中且經組態以相對於熱機筒16往復運動。動力單元22可以可操作方式與往復式螺桿18耦合以促進往復式螺桿18之動力往復運動。在一些實施例中，動力單元22可包括液壓馬達。在一些實施例中，動力單元22可包括用電伺服器控制之電馬達。熱塑性丸粒24可置放於漏斗14中且饋入至熱機筒16中。當進入熱機筒16中後，熱塑性丸粒24可受到加熱（例如，加熱至約130℃至約410℃之間）且熔融以形成熔融熱塑性材料26。往復式螺桿18可在熱機筒16中往復運動以驅使熔融熱塑性材料26進入噴嘴20中。在一替代實施例中，注射模製單元可為具有安置於熱機筒（例如，16）中之柱塞（未圖示）的柱塞型系統且經組態以相對於熱機筒直線移動。 噴嘴20可與具有第一及第二模具部分30、32之模具28相關聯，所述第一及第二模具部分30、32協作以形成模穴34。夾持單元36可支撐模具28且可經組態以在夾持位置（未圖示）與鬆開位置（圖1）之間移動第一及第二模具部分30、32。當第一及第二模具部分30、32位於夾持位置處時，熔融熱塑性材料26可自噴嘴20提供至由第一模具部分30界定且處於模穴34中的澆口38。當對模穴34進行填充時，熔融熱塑性材料26可呈模穴34之形式。當模穴34得到足夠填充後，可使往復式螺桿18停止，且准許熔融熱塑性材料26在模具28中冷卻。當熔融熱塑性材料26得到冷卻且固化，或至少部分固化後，可將第一及第二模具部分30、32移動至其鬆開位置以使得自模具28移除模製部件。在一個實施例中，模具28可包含複數個模穴（例如，34）以增加總生產率。 夾持單元36可在模製製程期間施加在大約1000 P.S.I.至大約6000 P.S.I.範圍內之夾持力以使夾持位置處之第一及第二模具部分30、32保持在一起。為支撐此等夾持力，在一些實施例中，模具可由表面硬度為超過約165 BHN至小於260 BHN之材料形成，但可使用表面硬度BHN值超過260之材料，只要材料可容易加工即可，如下文進一步論述。在一些實施例中，模具28可為101類或102類注射模具（例如，「超高產率模具」）。 注射模製設備10可包含與注射模製設備10之各種組件進行信號通信之控制系統40。控制系統40可與位於噴嘴20中、噴嘴20處或接近噴嘴20之熔體壓力感測器42，且與位於模穴34之末端附近的凹穴壓力感測器43信號通信。 熔體壓力感測器42可促進（直接或間接）偵測位於噴嘴20中、噴嘴20處或接近噴嘴20的熔融熱塑性材料26之實際熔體壓力（例如，實測熔體壓力）。熔體壓力感測器42可或可不與熔融熱塑性材料26直接接觸。在一個實施例中，熔體壓力感測器42可為壓力轉換器，其響應於噴嘴20處之熔體壓力，將電信號傳輸至控制系統40之輸入端。在其他實施例中，熔體壓力感測器42可促進監測噴嘴20處之熔融熱塑性材料26之可指示熔體壓力的多種其他或替代特徵中之任一者，諸如溫度、黏度及/或流動速率。若熔體壓力感測器42並不位於噴嘴20中，則可用邏輯、命令及/或可執行程式指令設定、組態及/或程式化控制系統40以提供合適校正因數來評估或計算噴嘴20中實測特徵之值。應瞭解，可採用除熔體壓力感測器以外之感測器來量測熔融熱塑性材料26、螺桿18、機筒或此項技術中已知的類似者之任何其他特徵，諸如溫度、黏度、流動速率、應變、速度等或指示此等特徵中之任一者的一或多個任何其他特徵。 凹穴壓力感測器43可促進（直接或間接）偵測位於噴嘴20中、噴嘴20處或接近噴嘴20的熔融熱塑性材料26之熔體壓力。凹穴壓力感測器43可或可不與熔融熱塑性材料26直接接觸。在一個實施例中，凹穴壓力感測器43可為壓力轉換器，其響應於模穴34中之凹穴壓力，將電信號傳輸至控制系統40之輸入端。在其他實施例中，凹穴壓力感測器43可促進監測熱塑性材料26或模具28之可指示凹穴壓力的多種其他或替代特徵中之任一者，諸如例如熔融熱塑性材料26之應變及/或流動速率。在此等實施例中之一者中，凹穴壓力感測器43可為應變計。若凹穴壓力感測器43並不位於模穴34中，則可用邏輯、命令及/或可執行程式指令設定、組態及/或程式化控制系統40以提供合適校正因數來評估或計算模具28之實測特徵之值。 控制系統40亦可與螺桿控制件44信號通信。在一個實施例中，當動力單元22為液壓馬達時，螺桿控制件44可包括與往復式螺桿18相關聯之液壓閥。在一個實施例中，當動力單元22為電馬達時，螺桿控制件44可包括與往復式螺桿18相關聯之電控制器。在圖1之實施例中，控制系統40可產生信號，所述信號自控制系統40之輸出端傳輸至螺桿控制件44。控制系統40可藉由控制螺桿控制件44來控制注射模製設備10中之注射壓力，所述螺桿控制件44藉由注射模製單元12控制注射速率。控制系統40可命令螺桿控制件44以維持噴嘴20中熔融熱塑性材料26之期望熔體壓力的速率推進往復式螺桿18。 自控制系統40至螺桿控制件44之此信號可通常用於控制模製製程，使得材料黏度、模具溫度、熔體溫度之變化及影響填充速率之其他變化均由控制系統40考慮在內。可在模製週期期間即刻由控制系統40作出調整，或可在後續循環中作出校正。此外，來自多個週期之若干信號可用作控制系統40對模製製程作出調整之依據。控制系統40可經由此項技術中已知的任何類型之信號通信連接至熔體壓力感測器42及/或凹穴壓力感測器43及/或螺桿控制件44。 現參照圖2，控制系統40可包含PID控制器46及資料儲存區48。PID控制器46可為反饋控制器，其促進將注射模製單元12（例如，噴嘴20處）之熔體壓力控制至表示注射模製單元之期望熔體壓力的設定點。如圖3中之PID控制器46之例示性反饋框圖所展示，可提供設定點P作為信號S1，其與指示實際熔體壓力的來自熔體壓力感測器42之信號S2進行比較。生成錯誤信號E且提供至PID控制算法G，所述算法產生控制信號C，其命令螺桿控制件44以使得熔體壓力朝向由設定點P所指示之期望熔體壓力會聚之速率推進往復式螺桿18。 在模製週期期間，可藉由為PID控制器46提供不同設定點而改變注射模製單元12之熔體壓力。在一個實施例中，向PID控制器46提供之各不同設定點可與模製週期之不同階段相對應。舉例而言，為了啟動初始注射階段，可向PID控制器46提供設定點，所述設定點使得熔體壓力增加至足以使熱塑性丸粒24開始熔融且將熔體分配至噴嘴20。當熔體壓力增加至足以開始填充模穴34後，可向PID控制器46提供設定點，所述設定點在適於恰當填充模穴34之壓力下啟動填充階段。當幾乎填充完模穴34（例如，填充結束）後，可向PID控制器46提供設定點以降低至足以啟動封裝階段且在保存階段期間維持處於實質上恆定之熔體壓力下。 可向PID控制器46提供複數個設定點以在各模製週期期間促進對注射模製單元12之熔體壓力的有效控制。可選擇向PID控制器46提供之特定設定點以增強熔融熱塑性材料26在整個各模製週期中之效能且可視正經製造之特定模製部件而定。針對模製部件之設定點可經由經驗分析及/或理論分析測定。可由多種來源中之任一者提供設定點。在一個實施例中，如圖2中所展示，可由控制系統40板上之資料儲存區48提供複數個設定點。在其他實施例中，可由遠端源，諸如網際網路或基於雲端之儲存裝置提供複數個設定點。 PID控制器46可由向PID控制器46提供之複數個設定點建立熔體壓力曲線50（圖2）。在一個實施例中，PID控制器46可藉由在設定點中之每一者之間實質上線性內插期望熔體壓力值來建立熔體壓力曲線50。此類熔體壓力曲線之一個實例展示於圖4中。在此實例中，熔體壓力曲線50表示為隨時間推移描繪多種不同設定點P0至P5的曲線圖。設定點P0至P5中之每一者可藉由相應時間段T1至T5與其他設定點P0至P5分隔。熔體壓力曲線50展示為在設定點P0至P5之間實質上成線性延伸。 仍參照圖4，PID控制器46可經組態以在不同時間間隔（展示為垂直散列標示）下對壓力曲線50進行取樣以促進對注射模製單元12之熔體壓力的控制。特定言之，PID控制器46可在各時間間隔下，基於由在所述時間間隔下之熔體壓力曲線50所界定之期望熔體壓力來控制注射模製單元12之熔體壓力。在一個實施例中，PID控制器46可將在所述時間間隔下之熔體壓力值與注射模製單元12（例如，來自熔體壓力感測器42）之當前實際熔體壓力進行比較。若實際熔體壓力與期望熔體壓力之間存在偏差，則PID控制器46可調整注射模製單元12之實際熔體壓力（例如，藉由控制往復式螺桿18之推進速率）以使得實際熔體壓力朝向期望熔體壓力會聚。舉例而言，若在既定時間間隔下，注射模製單元12之實際熔體壓力超過期望熔體壓力，則PID控制器46可控制往復式螺桿18之運作以降低實際熔體壓力。若在既定時間間隔下，注射模製單元12之實際熔體壓力小於期望熔體壓力，則PID控制器46可控制往復式螺桿18之運作以增加實際熔體壓力。PID控制器46可維持熔體壓力朝向期望熔體壓力會聚直到在下一時間間隔下對壓力曲線50進行取樣為止。應瞭解，儘管時間段T1至T5顯示為處於約5 mS與20 mS之間，但設定點可具有任何適合持續時間之時間段。亦應瞭解，儘管熔體壓力曲線經顯示每隔約1 mS進行取樣，但仍可採用多種不同取樣速率中之任一者。 熔體壓力曲線50經顯示在設定點P0與P1之間呈實質上線性上升且在設定點P1與P2之間保持為實質上水平的。熔體壓力曲線50經顯示在設定點P2與P3之間呈實質上線性下降且在設定點P3與P4之間保持為實質上水平的。熔體壓力曲線50經進一步顯示在設定點P4與P5之間呈實質上線性下降。對於熔體壓力曲線50之上升或下降部分（例如，P0至P1、P2至P3或P4至P5）（例如，緊鄰設定點）而言，在位於設定點處及設定點之間的各時間間隔下之期望熔體壓力與處於設定點之間的緊鄰時間間隔（參見例如，時間間隔V1及V2）中之每一者下的期望熔體壓力不同。舉例而言，對於設定點P2及P3而言，在位於設定點P2及P3及在設定點P2與P3之間的各時間間隔下之期望熔體壓力與處於設定點之間的緊鄰時間間隔（例如，P2與P3之間的時間間隔）中之每一者下的期望熔體壓力不同。 對於在設定點之間保持實質上水平的熔體壓力曲線50之部分（例如，P1與P2及P3與P4）（例如，緊鄰設定點）而言，各時間間隔下之期望熔體壓力與在彼等設定點（例如，P1與P2及P3與P4）之間的緊鄰時間間隔下之期望熔體壓力實質上相同。舉例而言，對於設定點P1及P2而言，在位於設定點P2及P3及在設定點P1與P2之間的各時間間隔下之期望熔體壓力與在彼等設定點之間的緊鄰時間間隔（參見例如，時間間隔V3及V4）下之期望熔體壓力實質上相同。對於設定點P3及P4而言，在位於設定點P3及P4及在設定點P3與P4之間的各時間間隔下之期望熔體壓力與在彼等設定點之間的緊鄰時間間隔（圖4上分別為時間間隔V2及時間間隔V4）下之期望熔體壓力實質上相同。應瞭解，儘管已描述為在所有設定點之間的各時間間隔下對熔體壓力曲線50進行取樣，但仍可在設定點中之每一者之間取樣任何時間間隔之組合，諸如，僅設定點中之一些或在設定點之間的各種連續時間間隔。亦應瞭解，時間間隔可由實質上相同之時間量或不同之時間量分隔。 藉由對在設定點之間的熔體壓力曲線50之傾斜部分（例如，P0與P1之間、P2與P3之間及P4與P5之間）進行取樣，PID控制器46可逐漸改變注射模製單元12之實際熔體壓力以使得其緊密追蹤熔體壓力曲線50。實際熔體壓力之例示性曲線圖在圖4上展示為虛線。因此相較於習知注射模製單元，注射模製單元12之實際熔體壓力可對突增/下沖較不敏感，其可促進模製部件之一致性、可重複性及品質。應瞭解，熔體壓力曲線50可作為具有針對各時間間隔所指定之期望熔體壓力的資料表而執行於控制系統40中。在運作期間，控制系統40可針對當前時間間隔查找期望壓力且可相應地生成控制實際熔體壓力之指令。亦應瞭解，可使用多種適合算法中之任一者來計算熔體曲線（例如，實時）。在一個實例中，算法可為曲線擬合算法，諸如線性內插法、多項式曲線、簡單擬合曲線、幾何擬合曲線或此項技術中已知的任何其他曲線擬合法。在其他實例中，可使用任何其他適合之算法來計算熔體壓力曲線。 習知控制器可由向習知控制器提供複數個設定點建立熔體壓力曲線60，如圖5中所示。熔體壓力曲線60表示為隨時間推移描繪多種不同設定點Pa1至Pa4的階梯式定義之曲線圖。設定點Pa1至Pa4中之每一者可藉由時間與其他設定點分隔。熔體壓力曲線60經顯示由第一水平部分62、第二水平部分64、第三水平部分66及第四水平部分68及第一垂直部分63、第二垂直部分65及第三垂直部分67構成。第一垂直部分63可在第一水平部分62與第二水平部分64之間延伸。第二垂直部分65可在第二水平部分64與第三水平部分66之間延伸。第三垂直部分67可在第三水平部分66與第四水平部分68之間延伸。第一垂直部分63、第二垂直部分65及第三垂直部分67中之每一者指示期望熔體壓力大幅度變化時之位置（例如，幾乎緊接在一個時間間隔之持續時間內）。此大幅變化可引起習知控制器試圖儘可能快地達至期望熔體壓力，由此引起實際熔體壓力相對於期望熔體壓力突增及/或下沖。實際熔體壓力之例示性曲線圖在圖5上展示為虛線。突增及下沖分別展示於70及72處。 熔體壓力曲線150之替代實施例展示於圖6中。熔體壓力曲線160可與圖4中所展示之熔體壓力曲線50相似。然而，熔體壓力曲線可具有較多設定點（P0至P18）。彼等設定點中之每一者之間的內插可為曲線的而非線性的，使得熔體壓力曲線為實質上曲線的。應瞭解，可使用多種不同熔體壓力曲線中之任一者以達成注射模製單元12之特定效能。 亦應瞭解，PID控制器46可執行於硬體、軟體或兩者之任何組合中。亦應瞭解，控制系統40可為具有一或多個實現實際熔體壓力控制的控制器之任何控制組態。此外，控制系統40可包含其他控制器，諸如主控制器52，其可針對注射模製設備執行其他功能。 出於說明及描述之目的而呈現對實施例及實例之前述描述。其並不意欲為窮盡性的或對所述形式加以限制。按照上述教示，可進行諸多修改。已論述彼等修改中之一些且其他修改將由熟習此項技術者所理解。對實施例加以選擇且描述以說明各種實施例。當然，範疇並不限於本文所闡述之實例或實施例，但可由一般熟習此項技術者用於多種應用及等效裝置中。確切而言，由此，範疇意欲由在此所附之申請專利範圍界定。此外，對於所主張及/或所述之任何方法而言，無論是否結合流程圖對所述方法加以描述，應理解，除非上下文另外說明或需要，否則在執行方法中所進行的步驟之任何明確或隱含的定序均不暗示彼等步驟必須按所示次序進行且可以不同次序或同時進行。 本文所揭示之尺寸及值不應理解為嚴格地限於所述之精確數值。實際上，除非另外說明，否則各所述尺寸均欲意謂所述值與圍繞所述值之功能等效範圍兩者。舉例而言，揭示為「40 mm」之尺寸欲意謂「約40 mm」。 除非明確排除或以其他方式限制，否則本文中所引用之每一文獻，包含任何交叉引用或相關專利或申請案及本申請案主張其優先權或權益之任何專利申請案或專利，均以全文引用之方式併入本文中。任何文獻之引用均不承認其為本文所揭示或所主張之任何發明的先前技術或其單獨或與任何其他參考文獻組合教示、表明或揭示任何此類發明。此外，此文獻中之術語的任何含義或定義與以引用之方式併入之文獻中之同一術語的任何含義或定義矛盾的情況下，應以此文獻中賦予所述術語之含義或定義為准。 儘管已說明且描述本發明之特定實施例，但對熟習此項技術者將顯而易見的是，可在不偏離本發明之精神及範疇之情況下進行各種其他改變及修改。因此，意欲在隨附申請專利範圍中涵蓋處於本發明之範疇內的所有此類改變及修改。

10‧‧‧注射模製設備

12‧‧‧注射模製單元

14‧‧‧漏斗

16‧‧‧熱機筒

18‧‧‧往復式螺桿

20‧‧‧噴嘴

22‧‧‧動力單元

24‧‧‧熱塑性丸粒

26‧‧‧熔融熱塑性材料

28‧‧‧模具

30‧‧‧第一模具部分

32‧‧‧第二模具部分

34‧‧‧模穴

36‧‧‧夾持單元

38‧‧‧澆口

40‧‧‧控制系統

42‧‧‧熔體壓力感測器

43‧‧‧凹穴壓力感測器

44‧‧‧螺桿控制件

46‧‧‧PID控制器

48‧‧‧資料儲存區

50‧‧‧熔體壓力曲線

52‧‧‧主控制器

60‧‧‧熔體壓力曲線

62‧‧‧第一水平部分

63‧‧‧第一垂直部分

64‧‧‧第二水平部分

65‧‧‧第二垂直部分

66‧‧‧第三水平部分

67‧‧‧第三垂直部分

68‧‧‧第四水平部分

70‧‧‧突增

72‧‧‧下沖

150‧‧‧熔體壓力曲線

C‧‧‧控制信號

E‧‧‧錯誤信號

G‧‧‧PID控制算法

P‧‧‧設定點

P0至P5‧‧‧設定點

P0至P18‧‧‧設定點

Pa1至Pa4‧‧‧設定點

S1‧‧‧信號

S2‧‧‧信號

T1至T5‧‧‧時間段

V1至V4‧‧‧時間間隔

咸信根據以下描述及附圖，某些實施例將得到較佳理解，其中： 圖1為描繪根據一個實施例之注射模製設備的示意圖； 圖2為描繪圖1之注射模製設備之控制系統的框圖； 圖3為描繪圖2之控制系統之PID控制器的框圖； 圖4為根據一個實施例，描繪期望熔體壓力與時間之間關係的例示性熔體壓力曲線之曲線圖； 圖5為描繪期望熔體壓力與時間之間關係的習知熔體壓力曲線的曲線圖；且 圖6為根據另一實施例，描繪期望熔體壓力與時間之間關係的例示性熔體壓力曲線之曲線圖。

Claims (35)

1. 一種控制注射模製設備之熔體壓力之方法，所述方法包括： 接收熔體壓力曲線，所述熔體壓力曲線包括複數個設定點，所述設定點各自界定所述注射模製設備之期望熔體壓力，所述熔體壓力曲線在所述設定點之間延伸，且各設定點藉由界定注射模製製程之至少一部分的時間段與其他設定點分隔，在所述時間段期間，熱塑性材料注射至模穴中； 在位於所述設定點之間的一或多個時間間隔下測定所述熔體壓力曲線，其中所述一或多個時間間隔及所述設定點中之每一者藉由時間分隔，且其中所述一或多個時間間隔中之每一者界定所述注射模製設備之期望熔體壓力；且 在所述一或多個時間間隔中之每一者下，基於由在所述一或多個時間間隔中之每一者下之所述熔體壓力曲線所界定之所述期望熔體壓力來控制所述注射模製設備； 其中，對於至少兩個緊鄰設定點，位於所述設定點之間的所述一或多個時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力與處於所述至少兩個緊鄰設定點中之每一者處的所述期望熔體壓力不同。
2. 如請求項1的方法，其中對於至少兩個其他緊鄰設定點，在所述一或多個時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力與處於所述至少兩個其他緊鄰設定點處之所述期望熔體壓力實質上相同。
3. 如請求項1的方法，其中對於在所述一或多個時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力與處於所述至少兩個緊鄰設定點中之每一者處的所述期望熔體壓力不同的所述至少兩個緊鄰設定點，所述熔體壓力曲線為實質上線性的。
4. 如請求項2的方法，其中對於在所述一或多個時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力與處於所述至少兩個其他緊鄰設定點處之所述期望熔體壓力實質上相同的所述至少兩個其他緊鄰設定點，所述熔體壓力曲線為實質上線性的。
5. 如請求項1的方法，其中對於在所述一或多個時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力與處於所述至少兩個緊鄰設定點處之所述期望熔體壓力不同的所述至少兩個緊鄰設定點，所述時間段為約10毫秒。
6. 如請求項5的方法，其中沿所述時間段的各時間間隔之取樣約每毫秒進行一次。
7. 如請求項1的方法，其中基於所述期望熔體壓力控制所述注射模製設備進一步包括： 接收來自壓力感測器之實測熔體壓力值，所述壓力感測器與所述注射模製設備之熱機筒相關聯且經組態以量測所述熱機筒之熔體壓力； 對所述熱機筒之所述實測熔體壓力與在所述一或多個時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力進行比較；且 若所述實測熔體壓力與在所述一或多個時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力之間存在偏差，則調整所述熱機筒之所述實測熔體壓力以使得所述實測熔體壓力朝向所述期望熔體壓力會聚。
8. 如請求項7的方法，其中調整所述熱機筒之所述實測熔體壓力包括控制安置於所述熱機筒內部之往復式螺桿。
9. 如請求項8的方法，其中控制所述往復式螺桿包括控制與所述往復式螺桿相關聯之液壓閥。
10. 如請求項7的方法，其中調整所述熱機筒之所述實測熔體壓力包括控制安置於所述熱機筒內部之柱塞。
11. 如請求項1的方法，其中測定所述熔體壓力曲線包括對資料表進行取樣，所述資料表界定在所述一或多個時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力。
12. 如請求項1的方法，其中測定所述熔體壓力曲線包括使用算法計算在所述一或多個時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力。
13. 如請求項1的方法，對於至少兩個緊鄰設定點，複數個時間間隔位於所述設定點之間，且在所述設定點之間的各時間間隔下之所述期望熔體壓力與處於所述設定點之間的各緊鄰時間間隔下之所述期望熔體壓力不同。
14. 如請求項1的方法，對於至少兩個緊鄰設定點，複數個時間間隔位於所述設定點之間，且在所述設定點之間的各個連續時間間隔下之所述期望熔體壓力與處於所述設定點之間的各緊鄰時間間隔下之所述期望熔體壓力不同。
15. 如請求項1的方法，對於所述熔體壓力曲線之所述設定點中之每一者，複數個時間間隔位於所述設定點之間，且在所述設定點之間的各時間間隔下之所述期望熔體壓力與處於所述設定點之間的各緊鄰時間間隔下之所述期望熔體壓力不同。
16. 一種建立注射模製設備之熔體壓力曲線之方法，所述方法包括： 指定複數個設定點，所述設定點各自界定所述注射模製設備之期望熔體壓力，各設定點藉由界定注射模製製程之至少一部分的時間段與其他設定點分隔，在所述時間段期間，熱塑性材料注射至模穴中； 在所述設定點中之每一者之間指定一或多個期望熔體壓力；且 為所述熔體壓力曲線指定一或多個取樣時間間隔，其中所述取樣時間間隔藉由時間分隔； 其中，對於至少兩個緊鄰設定點，位於所述設定點之間的所述一或多個取樣時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力與處於所述至少兩個緊鄰設定點處之所述期望熔體壓力不同。
17. 如請求項16的方法，其中對於至少兩個其他緊鄰設定點，在所述一或多個取樣時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力與處於所述至少兩個其他緊鄰取樣時間間隔下之所述期望熔體壓力實質上相同。
18. 如請求項16的方法，其中對於在所述一或多個取樣時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力與處於所述至少兩個緊鄰設定點處之所述期望熔體壓力不同的所述至少兩個緊鄰設定點，所述熔體壓力曲線為實質上線性的。
19. 如請求項17的方法，其中對於在所述一或多個取樣時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力與所述至少兩個緊鄰設定點實質上相同的所述至少兩個緊鄰設定點，所述熔體壓力曲線為實質上線性的。
20. 如請求項16的方法，其中在所述設定點中之每一者之間指定所述一或多個期望熔體壓力包括在所述設定點中之每一者之間進行內插。
21. 如請求項16的方法，對於至少兩個緊鄰設定點，複數個取樣時間間隔位於所述設定點之間，且在所述設定點之間的各時間間隔下之所述期望熔體壓力與處於所述設定點之間的各緊鄰取樣時間間隔下之所述期望熔體壓力不同。
22. 如請求項16的方法，對於至少兩個緊鄰設定點，複數個取樣時間間隔位於所述設定點之間，且在所述設定點之間的各個連續取樣時間間隔下之所述期望熔體壓力與處於所述設定點之間的各緊鄰取樣時間間隔下之所述期望熔體壓力不同。
23. 如請求項16的方法，對於所述熔體壓力曲線之所述設定點中之每一者，複數個取樣時間間隔位於所述設定點之間，且在所述設定點之間的各取樣時間間隔下之所述期望熔體壓力與處於所述設定點之間的各緊鄰取樣時間間隔下之所述期望熔體壓力不同。
24. 一種注射模製設備，其包括： 熱機筒； 往復式螺桿，其安置於所述熱機筒中且經組態以相對於所述熱機筒往復運動； 動力單元，其以可操作方式與所述往復式螺桿耦合且經組態以促進所述往復式螺桿相對於所述熱機筒往復運動； 用於模具之夾持單元，所述夾持單元與所述熱機筒相關聯； 噴嘴，其安置於所述熱機筒之一端且經組態以將所述熱機筒之內含物分配至所述夾持單元； 控制系統，其與所述動力單元通信且經組態以促進所述往復式螺桿之運作，所述控制系統具有儲存於其上之熔體壓力曲線，所述熔體壓力曲線包括複數個設定點，所述設定點各自界定所述注射模製設備之期望熔體壓力，所述熔體壓力曲線在所述設定點之間延伸，且各設定點藉由界定注射模製製程之至少一部分的時間段與其他設定點分隔，在所述時間段期間，熱塑性材料注射至模穴中，所述控制系統經組態以： 在位於所述設定點之間的一或多個時間間隔下對所述熔體壓力曲線進行取樣；且 在所述一或多個時間間隔中之每一者下，基於由在所述一或多個時間間隔下之所述熔體壓力曲線所界定之期望熔體壓力來控制所述往復式螺桿之運作； 其中，對於至少兩個緊鄰設定點，位於所述設定點之間的所述一或多個時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力與處於所述至少兩個緊鄰設定點處之所述期望熔體壓力不同。
25. 如請求項24的注射模製設備，其進一步包括與所述控制系統以通信方式耦合之熔體壓力感測器，所述熔體壓力感測器經組態以偵測所述熱機筒之實測熔體壓力，其中在所述一或多個時間間隔中之每一者下，所述控制系統經進一步組態以： 將所述熱機筒之所述實測熔體壓力與所述期望熔體壓力進行比較；且 若所述實測熔體壓力與所述期望熔體壓力之間存在偏差，則調整所述熱機筒之所述實測熔體壓力以使得所述實測熔體壓力朝向所述期望熔體壓力會聚。
26. 如請求項24的注射模製設備，其中所述控制系統包含資料儲存區，用於將所述熔體壓力曲線之複數個設定點儲存於其上。
27. 如請求項24的注射模製設備，其進一步包括安置於所述夾持單元中之模具。
28. 如請求項24的注射模製設備，其中所述動力單元為液壓系統。
29. 如請求項29的注射模製設備，其中所述液壓系統包括液壓閥。
30. 如請求項24的注射模製設備，其中所述動力單元為電系統。
31. 如請求項30的注射模製設備，其中所述電系統包括電伺服器。
32. 如請求項24的注射模製設備，其中對於在所述一或多個時間間隔中之每一者下的所述期望熔體壓力與處於所述至少兩個緊鄰設定點處之所述期望熔體壓力不同的所述至少兩個緊鄰設定點，所述熔體壓力曲線為實質上線性的。
33. 如請求項24的注射模製設備，對於至少兩個緊鄰設定點，複數個時間間隔位於所述設定點之間，且在所述設定點之間的各時間間隔下之所述期望熔體壓力與處於所述設定點之間的各緊鄰時間間隔下之所述期望熔體壓力不同。
34. 如請求項24的注射模製設備，對於至少兩個緊鄰設定點，複數個時間間隔位於所述設定點之間，且在所述設定點之間的各個連續時間間隔下之所述期望熔體壓力與處於所述設定點之間的各緊鄰時間間隔下之所述期望熔體壓力不同。
35. 如請求項24的注射模製設備，對於所述熔體壓力曲線之所述設定點中之每一者，複數個時間間隔位於所述設定點之間，且在所述設定點之間的各時間間隔下之所述期望熔體壓力與處於所述設定點之間的各緊鄰時間間隔下之所述期望熔體壓力不同。