輔助注入單元的閉環控制的制作方法

輔助注入單元的閉環控制的制作方法
【專利摘要】一種控制從輔助注入單元注入可模制材料的熔體流的開始的方法及設備。傳感器置于注入模制系統中，以感測與由主注入單元提供的第一可模制材料的第一熔體流的注入相關的狀態。來自于輔助注入單元的第二可模制材料的第二熔體流的開始在與第一熔體流的注入相關的感測狀態被探測到處于預選擇值時起動。感測的狀態可為由直接傳感器提供的第一熔體流的壓力、速度或溫度，由間接傳感器提供的熱流道構件上的力或應變，或由功能傳感器提供的注入模制系統的功能的發生。
【專利說明】輔助注入單元的閉環控制
【技術領域】
[0001]本發明大體上涉及注入模制系統，其具有用于共同注入或多種材料應用的輔助注入單元。更具體而言，本發明涉及輔助注入單元的閉環控制。
【背景技術】
[0002]注入模制領域中已知的是使用單個熱流道注入模制噴嘴同時地或按順序地將可模制材料的兩股熔體流注入模腔中，這通常稱為共同注入。第一可模制材料的第一熔體流可由可稱為主注入單元的注入模制機提供，而第二可模制材料的第二熔體流可由輔助注入單元提供。第一熔體流和第二熔體流從其相應的注入單元給送到歧管的相應的單獨的第一熔體通道或流道或第二熔體通道或流道，其同樣與噴嘴的相應的單獨的第一熔體通道和第二熔體通道流體連通，熔體流通過噴嘴被引送至模腔。
[0003]在共同注入模制操作期間，控制第一熔體流和第二熔體流分別進入模腔的流動是關鍵的，以便產生一致的多層部分。通常，已經提供了模制過程的開環控制，通過開環控制，信號等可通過主注入單元發送至輔助注入單元，信號等的接收觸發由輔助注入單元開始注入第二熔體流。觸發信號可編排成允許由主注入單元和輔助注入單元按順序或同時注入第一熔體流和第二熔體流。開環控制的缺陷在于，其沒有提供由主注入單元注入的第一熔體流的流動呈現的實際模制狀態可影響由輔助注入單元注入的第二熔體流的流動的開始、速度和/或壓力的機構。在沒有輔助單元注入的此類實時閉環控制的情況下，可生產出的共同注入模制部分具有厚度不一致和/或相對定位不適當/非期望的層。
[0004]多種材料模制為另一類型的模制操作，其中主注入單元以及輔助注入單元用于供應制作產品所需的材料，所述產品如，牙刷，其具有由第一較硬材料制成的手柄和第二較軟材料制成的抓握表面，以及汽車透鏡，其具有形成透鏡的主要部分的第一顏色部分，例如，透明材料，主要部分具有空隙，例如，淡黃色材料的第二顏色部分模制到空隙中。這些類型的多種材料模制應用可使用縮回芯，其稱為〃芯拉出〃，以產生第二材料被注入的空隙。其它多種材料操作可使用具有多個模制站的旋轉移動壓板，當各個站與模具的靜止部分接合時，壓板將各種特征模制在單個產品上。此外，自旋疊層模制為執行多種材料包覆模制的另一種方式，其中疊層模具的中心塊"翻轉"或旋轉來利用模具的靜止部分接合中心塊的不同面，以限定待模制的部分的不同特征。在各個多種材料應用中，第一可模制材料的第一熔體流可由注入模制機提供，而第二可模制材料的第二熔體流可由輔助注入單元提供，使得類似于上文所述的共同注入模制操作，控制第一熔體流和第二熔體流分別進入相應的模腔的流動是關鍵的，以便產生一致的多種材料或共同注入的模制部分。
[0005]因此，本領域中存在的需求在于一種注入模制系統，其提供來自于主注入單元的第一熔體流的狀態的實時通信以提供來自于輔助注入單元的第二熔體流的同步注入或從屬注入。

【發明內容】
[0006]本文的實施例針對一種用于控制來自于輔助注入單元的可模制材料的熔體流開始注入的方法及設備。在實施例中，傳感器定位在注入模制系統中，以感測由主注入單元提供的第一可模制材料的第一熔體流的注入相關的狀態。在與第一熔體流的注入相關的感測狀態被探測到在預選擇值下時，起動來自于輔助注入單元的第二可模制材料的第二熔體流的開始，其中感測狀態可為由直接傳感器提供的第一熔體流的壓力、速度或溫度、由間接傳感器提供的熱流道構件上的力或應變，或由功能傳感器提供的注入模制系統的功能的發生。在本文的實施例中，當感測狀態達到預選擇值時，發送信號，信號直接地或通過時間延遲間接地開始來自于輔助注入單元的第二熔體流的注入。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]本發明的前述及其它特征和優點將從附圖中示出的其實施例的以下描述中清楚。并入本文中且形成說明書的一部分的附圖進一步用于闡釋本發明的原理，且使本領域的技術人員能夠制作和使用本發明。附圖并未按比例。
[0008]圖1為根據本文的實施例的具有輔助注入單元的閉環控制的共同注入模制系統的簡圖。
[0009]圖2繪出了曲線圖，示出根據本文的同時共同注入實施例的可由圖1中的系統提供的隨時間的來自于主注入單元的可模制材料的第一熔體流的注入的壓力或速度與來自于輔助注入單元的可模制材料的第二熔體流的注入的壓力或速度之間的關系。
[0010]圖3繪出了曲線圖，示出根據本文的按順序共同注入實施例的可由圖1中的系統提供的隨時間的來自于主注入單元的可模制材料的第一熔體流的注入的壓力或速度與來自于輔助注入單元的可模制材料的第二熔體流的注入的壓力或速度之間的關系。
[0011]圖4繪出了曲線圖，示出根據本文的另一個同時共同注入實施例的可由圖1中的系統提供的隨時間的熱流道構件上的來自于主注入單元的可模制材料的第一熔體流的注入的力/應變與來自于輔助注入單元的可模制材料的第二熔體流的注入的壓力或速度之間的關系。
[0012]圖5繪出了曲線圖，示出根據本文的同時共同注入實施例的可由圖1中的系統提供的在具有第二模制流的預置時間間隔反饋調整的時間內來自于主注入單元的可模制材料的第一熔體流的注入的壓力或速度與來自于輔助注入單元的可模制材料的第二熔體流的注入的壓力或速度之間的關系。
[0013]圖6為根據本文的另一個實施例的具有輔助注入單元的閉環控制的多種材料注入模制系統的簡圖。
[0014]圖7A至圖7C繪出了由本文的實施例中描述的共同注入方法所模制的示例性預型件。
[0015]圖8繪出了曲線圖，示出根據本文的同時共同注入實施例的可由圖1中的系統提供的具有注入階段反饋調整的時間內來自于主注入單元的可模制材料的第一熔體流的注入的壓力或速度與來自于輔助注入單元的可模制材料的第二熔體流的注入的壓力或速度之間的關系。
【具體實施方式】[0016]現在將參照附圖來描述特定實施例。以下詳細描述在性質上僅為示例性的，且并非旨在限制本發明或本發明的應用和使用。在以下描述中，"下游"參照了模具材料流從注入單元至注入模制系統的模腔的方向使用，且還參照了模具材料流從注入單元至模腔通過的其構件或特征的順序來使用，而"上游"參照了相反的方向使用。盡管本文的實施例的描述是在熱流道注入模制系統的共同注入和多種材料應用的背景下，但本發明還可在認為本發明有用的其它模制布置中使用。此外，并不旨在由前述【技術領域】、【背景技術】、
【發明內容】
或以下詳細描述中存在的任何明示或暗示的理論界定。
[0017]圖1為注入模制系統100的簡圖。注入模制系統100包括用于將來自于兩個分立的熔體源SI，S2的熔體引送至形成在熱部分101與冷部分103之間的一個或多個模腔106的熱部分101。因此，注入模制系統100為共同注入系統，其包括用于將第一可模制材料SI的第一熔體流提供至模腔106的主注入單元104，以及用于將第二可模制材料S2的第二熔體流提供至模腔106的輔助注入單元102。根據本文的實施例，注入模制系統100包括如下文所述的輔助注入單元102的閉環控制。在實施例中，主注入單元104為注入模制機，而輔助注入單元102為聯接到注入模制機或由其保持的模具上或設置在定位于機器旁邊的落地支架上的輔助注入單元。在備選實施例中，根據其的注入模制系統包括多個輔助注入單元的閉環控制。
[0018]主注入單元104將第一熔體流給送到注入模制系統100的第一組熱流道或熔體通道108中，其在第一入口 107與熱部分101內的模腔106的模具門109之間延伸。輔助注入單元102將第二熔體流給送到注入模制系統100的第二組熱流道或熔體通道110中，其在第二入口 111與熱部分101內的模腔106的模具門109之間延伸。本領域的普通技術人員將理解的是，第一組熱流道108和第二組熱流道110為熔體通道，其可在各種熱流道構件內延伸或由各種熱流道構件限定，如，入口或注口襯套120，120’、一個或多個歧管如歧管122，以及熱閘噴嘴或閥閘噴嘴，如熱閘噴嘴124或閥閘噴嘴124’，且第一熔體流和第二熔體流中的各者均流過各種熱流道構件來觸到模腔106的近側或模腔106內。盡管第一熔體通道108和第二熔體通道110的一部分示為在單個歧管122內延伸，但這是通過示范而非限制的方式。本領域的普通技術人員還將理解的是，為了簡單起見，系統100示為僅具有兩個模腔106，且更多或更少模腔106可定位成用以取決于制造的模制品的類型和數目接收由此提供的第一熔體流和第二熔體流，且基于系統100的實際注入模制系統可具有全熱閘噴嘴124或全閥閘噴嘴124’，且可不具有如通過圖1中的圖示的方式繪出的各種中的一個或多個。
[0019]傳感器114在注入模制系統100內使用，以允許主注入單元104與輔助注入單元102之間的閉環操作。在圖1中所示的實施例中，傳感器114在附接成靠近第一組流道108的第一入口 107。傳感器114為直接熔體流傳感器，其安裝成與第一熔體流直接接觸，第一熔體流流過流道108以直接地監測流過其的熔體的狀態。傳感器114可選擇為在熔體流流過第一組流道108時監測熔體流的狀態，如第一熔體流的壓力、溫度或速度。在實施例中，傳感器114為置于第一組熱流道108內的壓力傳感器或速度傳感器中的一者，以獲得第一熔體流的相應的狀態的直接讀數，如，由主注入單元104注入的熔體的壓力或速度。在另一個實施例中，傳感器為置于第一組熱流道108內的溫度傳感器，以獲得第一熔體流的狀態的直接讀數，如由主注入單元104注入熔體造成熔體流過第一組熱流道108時歸因于熔體的剪切加熱的溫度的變化。在圖1中，示為用于傳感器114的地點大體上對應于沿相應的熔體入口或注口襯套120的熔體通道的位置。在圖1中也示出的本文的備選實施例中，當第一熔體流在熱部分101內流動時，傳感器114可設置在沿第一熔體流的熔體通路的任何位置，以包括沿由傳感器114a代表的歧管122的熔體通道，或由傳感器114b代表的噴嘴124’的熔體通道。在另一個實施例中，直接熔體流傳感器為分別位于芯板126或腔板128上的傳感器114g，114g’中的一者，以便獲得注入期間模腔106內的熔體的相應狀態的直接讀數。
[0020]在另一個實施例中，間接傳感器如位于沿熱流道構件的外表面的點處的測力計/應變儀，可在系統100中用于提供主注入單元104與輔助注入單元102之間的閉環操作。示為安裝在歧管122上的傳感器114d和示為安裝在噴嘴124’上的傳感器114e為間接傳感器，因為它們設置在熱流道構件(如，噴嘴、歧管或入口延伸部/注口襯套)的外表面上，以間接地探測第一熔體流的狀態，其呈現為相應的熱流道構件中的可測量的移動或變化。構件的可測量移動，其可為由于第一組流道108內的熔體的加壓而出現的注入模制系統的微小變形或彎曲，為由間接傳感器114d，114e探測的感測狀態，其將間接地指示由主注入單元104注入的第一熔體流的狀態，而不必直接地感測第一熔體流的狀態。
[0021]在另一個實施例中，探測注入模制系統100內的功能的發生的設置在注入模制系統100內的功能傳感器可用于提供主注入單元104與輔助注入單元102之間的閉環操作。功能傳感器的實例包括與閥閘噴嘴124’相關聯的閥銷促動器位置傳感器114f。位置傳感器114f設置在系統100內，以在促動器在開啟位置與閉合位置之間循環以控制由主注入單元104提供的第一熔體流流入模腔106中時，監測功能，如閥銷促動器和隨后的聯接到其上的閥銷130的活動。因此，由功能傳感器114f探測到的感測狀態可為閥銷促動器至預選位置如開啟位置或閉合位置的移動。
[0022]功能傳感器的另一個實例包括安裝在熱部分101的熱流道構件上或之間的測力計/應變儀，如，示為安裝在鄰近歧管122的注口襯套120上的傳感器114c。傳感器144c測量或感測與注口襯套120接觸的機器噴嘴的力。圖1中所示的傳感器114c的地點可在某些注入模制應用中特別有益，其中主注入單元104的機器噴嘴/托架在各次注入循環之間從熱流道入口 107縮回。在另一個實施例中，傳感器114c可安裝在鄰近入口 107的注口襯套120上。這些類型的注入模制應用的實例包括模制薄壁物件和/或疊層模制。在此類應用中，當模具開啟以便脫出部件時，機器噴嘴從入口 107縮回，以使系統減壓，以便從熱閘噴嘴124流延的熔體最少化，且/或減輕了模具閉合期間熱流道系統上的沖擊。為了開始下一個注入循環，模具閉合，其中機器噴嘴與熱流道入口 107相接觸，這是由功能傳感器114c探測到的感測狀態，且主注入單元104的注入循環開始。
[0023]如由傳感器114，114a_114g, 114g’代表的以上傳感器地點中的各個將適于共同注入模制應用，如用于模制塑料瓶預型件(如模腔106中所示)的那些，其中存在由輔助注入單元102提供的隔層材料的中間層，其定位在由主注入單元104提供的表皮材料的內層與外層之間。
[0024]大體上，第一熔體流的注入通過主注入單元104開始，且流過第一組流道108的熔體的狀態由傳感器114，114a, 114b, 114d, 114e, 114g, 114g’中的至少一者如上文所述那樣監測(直接地或間接地)。此外，注入模制系統的一個或多個功能可改為由或同時由傳感器114c和114f中的至少一者如上文所述那樣監測。由傳感器114-114g’中的一者連續監測注入模制系統100的熔體狀態和/或功能允許輔助注入單元102實時從屬于主注入單元104的實際輸出。更具體而言，當達到第一熔體流的感測狀態(直接或間接)的預選擇值和/或注入模制系統的功能發生進行時，信號發送至輔助注入單元102的控制器150，以關于第一熔體流的實際時間、速度和/或壓力開始第二熔體流的注入。在備選實施例中，在根據此的注入模制系統中，當達到第一熔體流的感測狀態(直接或間接)的預選擇值且/或注入模制系統的功能發生進行時，信號發送至相應的輔助注入單元102的多個控制器150，以關于第一熔體流的實際時間、速度和/或壓力開始來自于其的相應熔體流的注入。[0025]在實施例中，當達到第一熔體流的感測狀態(直接或間接)的預選擇值且/或注入模制系統的功能發生進行時，信號發送至控制器150，控制器150然后啟動計時器152來將輔助注入單元102的第二熔體流注入延遲預設時間周期。由輔助注入單元102提供的第二熔體流的注入的開始與主注入單元104的第一熔體流的感測狀態的從屬確保了第二熔體流的啟動相關于第一熔體流的實際時間、速度和/或壓力。
[0026]圖2為示出根據本文的同時共同注入實施例的圖1中的系統I可提供的時間"T〃上來自于主注入單元104 ("Inj P")的可模制材料的第一熔體流的壓力"P〃或速度〃V〃與來自于輔助注入單元102 ("Inj A")的可模制材料的第二熔體流的壓力〃P"或速度"V〃之間的關系的圖表。其它實施例的特征和方面可相應地結合當前實施例使用。在該實施例中，當Inj P達到由直接傳感器114，114a, 114b, 114g, 114g’中的一者感測到的預選壓力值Ps或預選速度值Vs時，信號將提供至輔助注入單元102的控制器150來啟動Inj A。時間周期"T1"的延遲出現在Inj P的開始與Inj A的開始之間，這對應于第一熔體流中的熔體的壓力P或速度V達到預選壓力值Ps或預選速度值Vs所花費的時間。Inj P和InjA繼續時間周期〃Inj T"。此后，Inj P和In j A保持(hold)足夠的時間周期以允許模腔106的填裝。本領域的技術人員將理解的是，注入壓力和速度取決于模制的部分的形狀、尺寸和數目，以及用于模制該部分的樹脂。總注入時間也不是設置時間，而是取決于諸如螺旋移動以及模制的部分的形狀、尺寸和數目的變量來變化。
[0027]參看圖1和圖2，在上文所述的同時的共同注入實施例中，當第一熔體流的感測狀態的預選擇值由直接傳感器114，114a, 114b, 114g, 114g’中的至少一者探測時,傳感器將信號發送至控制器150，控制器150直接地觸發輔助單元104的開始。在另一個實施例中，當第一熔體流的感測狀態的預選擇值由直接傳感器114，114a, 114b, 114g, 114g’中的至少一者探測到時，傳感器將信號發送至控制器150，控制器150觸發計時器152，計時器152隨后在經過預設時間周期之后觸發輔助單元104的開始。同樣，間接傳感器114d, 114e可用于通過感測熱流道系統構件上的力或應變的預選擇值來間接地探測從主注入單元104的熔體流動的啟動，在該時刻，信號將發送至控制器150，控制器150將在關于第一熔體流的時間、速度和壓力下立即或在計時器152到期之后啟動從輔助注入單元104的熔體流動。
[0028]圖3繪出了示出根據按順序的共同注入實施例的圖1中的系統100可提供的在時間T上在由注入循環輪廓(1)，0-)代表的第一注入循環和第二注入循環期間來自于主注入單元104的可模制材料的第一熔體流的壓力P或速度V與在由注入循環輪廓(2)代表的輔助注入循環期間來自于輔助注入單元102的可模制材料的第二熔體流的壓力P或速度V之間的關系的圖表。其它實施例的特征和方面可相應地結合當前實施例使用。圖3中所示的繪出的按順序的注入循環輪廓(1)，(I’)和(2)適于形成模制品，例如，如，預型件，模制品具有由主注入單元104提供的第一材料的內層和外層，以及由輔助注入單元102提供的第二材料的中間層或隔層。在該實施例中，當來自于主注入單元104的第一材料的第一注入達到由直接傳感器114，114a, 114b, 114g, 114g’中的至少一個感測且標示在注入循環輪廓(I)上的預選壓力值〃Ps〃或預選速度值〃Vs〃時，注入循環輪廓(I)繪出了模制品的內層或外層的第一注入，則信號將提供為促動計時器152。在經過預設時間周期"T1"之后，在當前的非限制性實施例中，該預設時間周期"T1"剛好在第一注入結束之前終止，來自于輔助注入單元102的第二材料的注入開始，這由注入循環輪廓(2)繪出，以提供模制品的中間層或隔層。在經過剛好在第二材料的注入結束之前終止的第二時間周期"T2"之后，來自于主注入單元104的第一材料的第二注入繼而又開始，這由注入循環輪廓0-)繪出，以提供模制品的外層或內層。
[0029]圖4繪出了示出根據同時共同注入實施例的圖1的系統可提供的時間T上的由注入循環輪廓(I)代表的來自于主注入單元104的注入造成的注入模制系統100中的熱流道構件經歷的力/應變(F/S)輪廓與由注入循環輪廓(2)代表的來自于輔助注入單元102的可模制材料的第二熔體流的壓力或速度輪廓之間的關系的圖表。圖4中繪出的同時共同注入輪廓適于形成模制品，例如，如，預型件，模制品具有由主注入單元104提供的第一材料的內層和外層，以及由輔助注入單元102提供的第二材料的中間層或隔層。
[0030]在圖4的實施例中，第一材料從主注入單元104的注入在注入模制系統100上產生可測量量的力/應變，這呈現為入口構件120、歧管122和噴嘴124中的一者或多者中的彎曲或變形。當設置在其相應的表面上的間接傳感器如應變儀探測到如標示在注入循環力/應變輪廓(I)上的力〃FS〃或應變〃Ss〃的預選量時，注入循環力/應變輪廓(I)對應于將形成模制品的內層和外層的第一材料的第一熔體流的注入，則信號將提供至控制器150來促動計時器152。在經過預設時間周期T1之后，來自于輔助注入單元102的第二材料的第二熔體流的注入開始，這由注入循環壓力/速度輪廓(2)繪出，以提供模制品的中間層或隔層。
`[0031]大體上在圖2至圖4的實施例中，當第一熔體流的監測狀態(壓力、速度、溫度、力或應變)升至適于使來自于輔助注入單元102的第二熔體流的注入起動的預選擇值時，信號發送至輔助注入單元102的控制器150。本領域的普通技術人員還應理解的是，信號發送至控制器150所處的預選擇值可發生在整個注入循環中的任一點處，如，當第一熔體流的監測狀態(壓力、速度、溫度、力或應變)升至預選擇值、降至預選擇值，或達到最大預選擇值或最小預選擇值時。
[0032]在另一個實施例中，由主注入單元104提供的第一熔體流的壓力P或速度V可在經過第一主注入循環上的各時間間隔之后測量，以響應于各個感測的壓力P或速度V來提供輔助注入的主動調整。圖5繪出了示出根據本文的同時共同注入實施例的由圖1中的系統可提供的具有各個預設時間間隔"T1"之后的主動調整的時間T上的由注入循環輪廓(I)代表的來自于主注入單元104的可模制材料的第一熔體流的壓力P或速度V與由注入循環輪廓⑵代表的來自于輔助注入單元102的可模制材料的第二熔體流的壓力P或速度V之間的關系的圖表。此類實施例提供了第一熔體流的感測狀態對輔助注入單元102的預設時間間隔反饋，第二熔體流的注入的調整可基于該預設時間間隔反饋，如，將影響第二熔體流的壓力P或速度V。其它實施例的特征和方面可相應地結合當前實施例使用。
[0033]一旦來自于主注入單元104的第一材料的注入達到由直接傳感器114，114a, 114b, 114g, 114g’中的至少一者感測到的預選壓力值Ps或預選速度值Vs，則信號將提供至輔助注入單元102的控制器150來啟動第二熔體流的注入。時間周期T1的延遲出現在主注入單元104的注入開始與輔助注入單元102的注入開始之間，這對應于第一熔體流中的熔體的壓力P或速度V達到預選壓力值Ps或預選速度值Vs所花費的時間。在各個指定時間間隔Ti之后，例如，0.1秒的時間間隔之后，從對應于圖5中繪出的輔助注入開始的時間T1開始，控制器150主動地監測由直接傳感器114，114a, 114b, 114g, 114g’提供的壓力P或速度V的測量結果，而非將關于何時開始第二熔體流的注入的單個信號發送至輔助注入單元102。從由輔助注入單元102的注入的開始起，控制器150例如以0.1秒的間隔從直接傳感器114，114a, 114b, 114g, 114g’中的一者獲得直接讀數，且發信號至輔助注入單元102來響應于由注入循環輪廓(2)繪出的各個間隔處的第一熔體流中的熔體的感測狀態來調整由注入循環輪廓(2)繪出的第二熔體流的壓力P或速度V。盡管由注入循環輪廓(2)繪出的第二熔體流示為關于由注入循環輪廓(I)繪出的第一熔體流相稱地(比例地)調整，但這通過示范而非限制的方式。
[0034]圖6為注入模制系統600的簡圖。注入模制系統600包括用于將來自于兩個單獨的熔體源SI，S2的熔體引送至形成在熱部分601與冷部分603之間的一個或多個模腔606a, 606b的熱部分601。注入模制系統600為多種材料注入模制系統,根據本文的實施例，其包括用于將第一可模制材料SI的第一熔體流提供至模腔606a的主注入單元604，以及用于將第二可模制材料S2的第二熔體流提供至模腔606b的輔助注入單元602。其它實施例的特征和方面可相應地結合當前實施例使用。注入模制系統600包括如下文所述的輔助注入單元602的閉環控制。在實施例中，主注入單元604為注入模制機，而輔助注入單元602為聯接到注入模制機或由此保持的模具上或設置在定位于機器旁邊的落地支架上的輔助注入單元。
[0035]主注入單元604將第一熔體流給送到注入模制系統600的第一組熱流道或熔體通道608中，其在第一入口 607與熱部分601內的模腔606a的模具門609a之間延伸。在重新布置模具之后，如，通過縮回、旋轉或自旋芯板626來提供模腔606b，輔助注入單元602將第二熔體流給送至注入模制系統600的第二組熱流道或熔體通道610中，其在第二入口611與熱部分601內的模腔606b的模具門609b之間延伸。本領域的普通技術人員將理解的是，第一組熱流道608和第二組熱流道610為熔體通道，其可在各種熱流道構件內延伸或由各種熱流道構件限定，如，入口或注口襯套620，620’、一個或多個歧管如歧管622，622’，以及熱閘噴嘴或閥閘噴嘴，如熱閘噴嘴624a，624b或閥閘噴嘴624a’，624b’，且第一熔體流和第二熔體流中的各者均單獨地經由各種熱流道構件流至相應的模腔606a，606b。盡管第一熔體通道608和第二熔體通道610的一部分示為在單獨的歧管622，622’內延伸，但這是通過示范而非限制的方式。在另一個實施例中，第一熔體通道608和第二熔體通道610的一部分如圖1的實施例中那樣單獨地在單個歧管內延伸。本領域的普通技術人員還將理解的是，系統600為了簡單起見示為僅具有兩個模腔606a，606b以僅形成兩個多種材料部分，且更多或更少的模腔606a，606b(未示出)可定位成取決于生產的模制品的類型和數目來接收由此提供的第一熔體流和第二熔體流。本領域的普通技術人員還將理解的是，基于系統600的實際注入模制系統可具有全熱閘噴嘴626a，626b或全閥閘噴嘴624a’，624b’，且不具有如通過圖6中的圖示的方式繪出的各種中的一個或多個。
[0036]傳感器614使用在注入模制系統600內，以允許主注入單元604與輔助注入單元602之間的閉環操作。在圖6中所示的實施例中，傳感器614在附接成靠近第一組流道608的第一入口 607。傳感器614為直接傳感器，其安裝成與流過流道608的第一熔體流直接接觸，以直接地監測流過其間的熔體的狀態。傳感器614可選擇為在熔體流流過第一組流道608時監測熔體流的狀態，如第一熔體流的壓力、溫度或速度。在一個實施例中，傳感器614為置于第一組熱流道608內的壓力傳感器或速度傳感器中的一者，以獲得第一熔體流的相應的狀態的直接讀數，如，由通過主注入單元604注入熔體引起的壓力或速度的變化。在另一個實施例中，傳感器614為置于第一組熱流道608內的溫度傳感器，以獲得第一熔體流體流的相應狀態的直接讀數，如當由主注入單元604注入第一熔體流造成熔體流過第一組熱流道608時歸因于熔體的剪切加熱的溫度的變化。在圖6中，示為用于傳感器614的地點大體上對應于沿相應的熔體入口或注口襯套620的熔體通道的位置。在圖6中也示出的本文的備選實施例中，當第一熔體流在熱部分601內流動時，直接熔體流傳感器可設置在沿第一熔體流的熔體通路的任何地點，以包括沿由傳感器614a代表的歧管622的熔體通道，或由傳感器614b代表的噴嘴624’的熔體通道。
[0037]在一個實施例中，直接熔體流傳感器為分別位于芯板626或腔板628上的傳感器614g，614g’中的一者，以便獲得注入期間模腔606a，606b內的熔體的相應狀態的直接讀數。
[0038]在另一個實施例中，傳感器可為間接傳感器，如，位于沿熱流道構件的外表面的點處的測力計/應變儀，如示為安裝在歧管122上的傳感器614d和示為安裝在噴嘴624a’上的傳感器614e。傳感器614d，614e為間接傳感器，因為它們設置在熱流道構件的外表面上，如，噴嘴、歧管或入口延伸部/注口襯套，以間接地探測第一熔體流的狀態，其呈現為相應的熱流道構件中的可測量的移動或變化。可為由于第一組流道608內的熔體的加壓而出現的注入模制系統的微小變形或彎曲的構件的可測量移動為由間接傳感器614d，614e探測的感測狀態，其將間接地指出由主注入單元604注入的第一熔體流的狀態，而不必直接地感測第一熔體流的狀態。
[0039]在另一個實施例中，傳感器可為設置在注入模制系統600內的功能傳感器，以便探測注入模制系統600內的功能的發生。功能傳感器的實例包括與閥閘噴嘴624a’相關聯的閥銷促動器位置傳感器614f，定位成在促動器在開啟位置與閉合位置之間循環時，監測功能如閥銷促動器的動作以及同時聯接到其上的閥銷630的動作，以便控制由主注入單元604提供至模腔606a中的熔體的流動。因此，由功能傳感器614f探測到的感測狀態可為閥銷促動器至預選位置如開啟位置或閉合位置的移動。
[0040]功能傳感器的另一個實例包括安裝在熱部分601的熱流道構件上的測力計/應變儀，如傳感器614c，其示為安裝在鄰近歧管622的注口襯套620上，使得與注口襯套620接觸的機器噴嘴的力將由傳感器614c測量。傳感器614c的地點可在某些注入模制應用中特別有益，其中主注入單元604的機器噴嘴/托架在各次注入循環之間從熱流道入口 607縮回。在另一個實施例中，傳感器614c可安裝在鄰近入口 607的注口襯套620上。這些類型的注入模制應用的實例包括模制薄壁物件和/或疊層模制。在此類應用中，當模具開啟以便脫出部件時，機器噴嘴從入口 607縮回，以使系統減壓，以便從熱閘噴嘴624a流延的熔體最少化，且/或減輕了模具閉合期間熱流道系統上的沖擊。為了開始下一個注入循環，模具閉合，其中機器噴嘴與熱流道入口 607相接觸，這是由功能傳感器614c探測到的感測狀態，以便主注入單元604的注入循環可開始。由傳感器614，614a-614g和614g’代表的以上傳感器地點中的各個均將適用于多種材料模制應用，例如，如模制汽車透鏡中使用的那些。
[0041]根據本文的實施例的多種材料注入模制應用可使用功能傳感器614f來觸發從輔助注入單元102的注入。更具體而言，功能傳感器614f定位成在促動器在開啟位置與閉合位置之間循環時監測促動器以及同時連接到其上的閥銷630的動作，以便控制由主注入單元604提供到模腔606a中的熔體的流動。在實施例中，功能傳感器614f設置成用以探測與由主注入單元604提供的第一熔體流相關聯的促動器的開啟位置。當探測到促動器轉移至開啟位置時，信號發送至控制器650來開始計時器652以用于預設時間周期的起動，其包括一時間周期，該時間周期在與主注入單元604相關聯的主注入循環完成時開始，且在該時間周期期間，模具改變來創造出模腔606b，如通過芯的縮回或模具旋轉/翻轉來對準另一個模具部分。在預設時間周期截止之后，第二注入循環從輔助注入單元602開始來經由第二組熱流道610將第二熔體流注入模腔606b中。
[0042]大體上對于本文所述的實施例，圖1中的實施例的傳感器114，114a_114g和114g’中的一者和圖6中的實施例的傳感器614，614a-614g和614g’中的一者,如定位成用以直接地感測由相應的主注入單元104，604注入的第一熔體流的狀態的壓力傳感器114，614，將模擬信號(電流或電壓，O-1Ov)傳輸至相應的輔助注入單元102，602的可編程邏輯控制器(PLC) 150，650。PLC150，650具有用模擬輸入卡以將模擬信號轉換成數字信號，從而將觸發輔助注入單元102，602開始如上文所述的輔助注入，或啟動計時器152，652，這將輔助注入延遲預設的時間周期。
[0043]在許多情況下，由于注入模制行業中沒有機器語言標準，故每次輔助注入單元并入現有的注入模制機時，就存在注入模制機控制器的一定量的定制，這是所需的，以便使注入模制機與輔助注入單元之間能夠通信。在其它情況下，輔助注入單元由注入模制機提供的EUR0MAP信號或SPI信號觸發。在任一情況下，通常很耗時的定制量涉及每次輔助注入單元硬接線到注入模制機上，以便輔助注入單元接收來自于主注入單元的輸出信號，〃告訴"輔助注入單元何時啟動。盡管在理想的情形下，輔助注入單元的注入循環的啟動時間相對于主注入單元的注入循環的開始大體上應為恒定的，但是如果輔助注入單元的注入開始依靠來自于機器的信號，則主注入單元的實際注入輪廓相對于編程的或期望的注入輪廓的任何變化可導致輔助注入單元開始過快或過遲，這可引起模腔內的兩種材料的不一致的厚度和/或不適當/非期望的相對定位。
[0044]如以上實施例中描述的傳感器114，114a_114g或114g’或傳感器614，614a_614g和614g’的使用的優點，輔助注入單元102，602的輔助控制器150，650不必硬接線到主注入單元104的機器控制器中，提供了時間節省且消除了定制的需要，從而使根據本文的實施例的此類系統容易適于許多注入模制應用。
[0045]在實施例中，可確認主注入單元104，604注入第一熔體流的安全反饋傳感器實際上存在，因為有效注入可在本文的實施例中有用，如在控制器150，650將需要確保有效注入循環已經在觸發輔助注入單元102，602的注入之前發生的情況下。此類安全反饋傳感器將確保輔助注入單元102，602將不會在不期望這樣做時開始第二材料的注入。例如，盡管本文的實施例構想出傳感器114，114a-114g或114g’或傳感器614，614a_614g和614g’中的一者用于提供主注入單元104，604與輔助注入單元102，602之間的閉環控制，但兩個傳感器可連同彼此使用，其中第二傳感器用作安全反饋傳感器。在非限制性實例中，用于確定促動器的開啟位置與閉合位置的功能傳感器，如閥銷促動器傳感器114f，614f，將信號提供至控制器150，650，然后，控制器150，650用于提供輔助注入單元102，602的閉環控制。由于當沒有熔體由主注入單元104，604注入時如在注入模制系統100，600的架立期間，閥銷可在開啟位置與閉合位置之間促動，所以安全反饋傳感器例如間接傳感器114e，614e可用于監測噴嘴124，624上的力/應變使得防止輔助注入單元102，602注入，除非噴嘴124，624上的應變滿足或超過指出主注入單元104的有效注入的預設值。在此情況下，間接傳感器114e, 614e通過確認注入已經起動來用作安全反饋傳感器。
[0046]圖7A至圖7C繪出了由根據本文的實施例的注入模制系統100提供的示例性同時共同注入模制應用形成的模制部件770a，770b, 770c。其它實施例的特征和方面可相應地結合當前實施例使用。在注入模制機(未示出)內的注入模制系統100的架立期間，操作者將與制作特定部分相關聯的信息輸入與主注入單元104相關聯的機器控制器(未示出)的用戶界面和與輔助注入單元102相關聯的控制器150的用戶界面兩者中。圖7A至圖7C繪出了形成用于隨后吹氣模制成飲料容器等的20克預型件770a，770b, 770c，其具有包括由主注入單元104提供的總部件重量的90%的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的內層和外層，以及包括由輔助注入單元102供應的總部件重量的其余10%的乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的隔層。在實施例中，預型件770a，770b，770c模制在具有32個腔(未示出)的模具中，且因此操作者將輸入提供至注入模制機的控制器，該控制器控制主注入單元104以注入576克(18gx32)的射出量。然后，操作者輸入控制器150中以注入64克(2gx32)的射出量。
[0047]如本領域的普通技術人員將理解的那樣，利用在注入模制機的固定壓板和可動壓板之間推動在一起的注入模制系統100的熱部分101和冷部分103，第一射出熔體從主注入單元104經由第一組流道108輸送至模腔106。如以上實施例中所述，與控制器150通信的至少一個直接傳感器114，114a, 114b, 114g和114g’定位成用以直接地感測主注入單元104的第一熔體流的注入相關的熔體的狀態。一旦至少一個直接傳感器114，114a, 114b, 114g和114g’感測第一熔體流的狀態的預選擇值，則控制器150將信號發送至輔助注入單元102來開始注入。作為備選，在接收到已經達到預選擇值的信號時，控制器150將改為啟動計時器152，計時器152繼而又將在編程的延遲之后將信號發送至輔助注入單元102來開始注入。一旦主注入單元104和輔助注入單元102將其所需的射出模制材料輸送至模腔106，則新模制的制品在模具106內冷卻，直到它們充分凝固。然后，通過注入模制機的移動壓板和固定壓板的分離來將熱部分101和冷部分103推開，且新模制的制品然后從模具脫出。然后，機器操作者將檢查一個或多個新模制的制品，以評估內層和外層內的隔層的位置。
[0048]在示例性實施例中，用于開始輔助注入單元102的第二熔體流的注入的預選擇值為通過直接傳感器探測到15，000PSI的壓力，這對應于第一熔體流從主注入單元104流動的啟動。在檢查模制預型件之后，通過將用于觸發輔助注入的預選擇值例如逐漸地改變+/-1000PSI，或通過設置計時器152有0.10秒的增量來延遲輔助注入來調整預選擇值，且從而控制隔層在預型件內的分布。在備選實施例中，10，OOO PSI的壓力為用于啟動計時器152的預選擇值，計時器152例如設置為0.50秒，且然后在檢查模制的預型件之后，例如，計時器可調整+/_ 0.1秒的增量，以控制預型件內隔層的分布。
[0049]如果輔助注入單元102開始注入熔體過快，則將存在如由圖7A中的預型件770a示出的隔層材料的不均勻分布，其中隔層材料的位置Pa延伸超過預型件本體且延伸到不需要其的螺紋區中。鑒于此情形，操作者可將輸入提供至控制器150，以在傳感器114感測到較大的預選擇值時開始從輔助注入單元102注入。作為備選，操作者可選擇來觸動控制器的注入延遲計時器152，使得當傳感器114達到預選擇值時，計時器152將通過輔助注入單元102延遲第二熔體流的注入。相反，如果輔助注入材料的注入開始較遲，則如圖7B中的預型件770b的PB處所示的預型件的門和本體區將存在非均勻分布。在此情形中，操作者可減小預選擇值，在該預選擇值下，傳感器114向輔助注入單元102發信號來開始注入。作為備選，如果計時器152已經用于在達到預選擇值之后延遲注入，則操作者然后可減少在信號被發送以開始由輔助注入單元102注入之前過去的時間量。此類調整能力的結果在于，操作者對關于主注入單元104的 注入開始的輔助注入單元102的注入開始給予控制，使得內層材料和外層材料內的隔層材料的分布可容易地調整，直到產生如圖7C中的預型件770c的Pc處所示的期望的預型件產品。一旦優化預選擇值和時間延遲(如果使用)，則隔層材料在內部材料和外部材料內的分布將大體上穿過隨后的模制循環保持一致。
[0050]圖8繪出了根據本文的同時共同注入實施例的由圖1的系統可提供的具有預選注入階段反饋調整的時間T上由注入循環輪廓(I)代表的來自于主注入單元104的可模制材料的第一熔體流的壓力P與由注入循環輪廓(2)代表的輔助注入單元102的可模制材料的第二熔體流的壓力P之間的關系的圖表。其它實施例的特征和方面可相應地結合當前實施例使用。在該實施例中，由輔助注入單元102提供的可模制材料的第二熔體流的注入變化，以便響應于第一熔體流的感測狀態影響其壓力P，其與主注入單元104的注入循環的各階段相關。例如，當已經感測到第一熔體流達到預選的最大注入壓力值Pmax、保持壓力值PmD和減壓壓力值Pdeotp中的一者或多者時，可調整第二熔體流的注入。
[0051]在本文的實施例中，一旦從主注入單元104注入的第一熔體流達到由直接傳感器114，114a, 114b, 114g, 114g’中的至少一者感測到的預選壓力值Ps，則信號將提供至輔助注入單元102的控制器150來啟動輔助熔體流的注入。時間周期T1的延遲出現在主注入單元104的注入開始與輔助注入單元102的注入開始之間，這對應于第一熔體流中的熔體的壓力P達到預選壓力值己所花費的時間。如一些以上實施例所述，根據該實施例的控制器150連續地監測由直接傳感器114，114a, 114b, 114g, 114g’中的一者提供的第一熔體流的感測狀態，使得輔助注入單元102的注入循環可響應于其在主注入單元104的注入循環的不同階段可連續地變化或可實時地調整，而非僅將關于何時開始注入第二熔體流的單個信號發送至輔助注入單元102。在所示的實施例中，一旦如注入循環輪廓(I)繪出的第一熔體流的壓力達到預選最大注入壓力值Pmax時，控制器150將信號發送至輔助注入單元102來調整注入，以便與第一熔體流成比例地減小由注入循環輪廓(2)繪出的第二熔體流的壓力。此外或作為備選，一旦主注入單元104的直接傳感器感測到第一熔體流的壓力處于預選保持或填裝壓力值 則控制器150向輔助注入單元102發信號來調整注入，以便將第二熔體流的壓力增大至大于第一熔體流的值，且保持該壓力，直到主注入單元104的直接傳感器感測到第一熔體流的壓力減小至預選減壓壓力值Pdeotp,如，在系統減壓期間，在該點處，控制器150又可發信號至輔助注入單元102來調整注入，以便相應地降低第二熔體流的壓力。
[0052]本領域的普通技術人員將理解的是，鑒于其公開內容，圖2至圖5和圖8中呈現的注入循環輪廓旨在舉例而非限制由本發明構想出的注入循環。此外，本領域的技術人員將理解的是，鑒于其公開內容，用于發信號開始輔助注入單元102的預選擇值可在主注入104的注入循環中的任一點處測量和相關，而非僅在圖2至圖5和圖8中顯示在注入循環輪廓
(I)上的注入壓力的增大期間。例如，參看圖2，主注入的壓力P或速度V可在到達峰值壓力之后，在壓力和速度減小的沿注入循環輪廓(I)的部分的任何位置測量到。
[0053]盡管上文已經描述了各種實施例，但應當理解的是，它們已經僅呈現為本發明的圖示和實例，而非通過限制的方式。盡管僅示出了一個輔助注入單元，但如果特定模制應用需要一種以上的輔助材料，則一個以上的輔助注入單元可結合注入模制系統使用。另外，應當注意的是，盡管各個實施例均描述了連同具有主注入單元的模制機使用的輔助注入單元，但這也是通過示范而非限制的方式。
[0054]相關領域的技術人員清楚的是，在這里可制作出形式和細節上的各種變化，而并未脫離本發明的精神和范圍。因此，本發明的寬度和范圍不應當由任何上文所述的示例性實施例限制，而是應當僅根據所附權利要求及其等同物來限定。還將理解的是，本文所述的各種實施例的和本文引用的各個參考文獻的各個特征可與任何其它實施例的特征組合使用。本文所述的所有專利和刊物均通過引用以其整體并入。
【權利要求】
1.一種控制從輔助注入單元注入可模制材料的熔體流的開始的方法，包括步驟: 將傳感器定位于注入模制系統中以感測與由主注入單元提供的第一可模制材料的第一熔體流的注入相關的狀態，其中所述第一熔體流沿所述注入模制系統的第一熔體通路流動；以及 在探測到與所述第一熔體流的注入相關的所感測的狀態處于預選擇值時，開始從輔助注入單元注入第二可模制材料的第二熔體流，其中所述第二熔體流沿所述注入模制系統的第二熔體通路流動。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳感器為與所述第一熔體流直接接觸來感測其壓力和速度中的一者的直接傳感器，以及所述所感測的狀態的預選擇值為相應的預選擇壓力值和預選擇速度值中的一者。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述直接傳感器定位在所述注入模制系統中，以接觸所述注入模制系統的注口襯套、歧管、噴嘴和模腔中的一者的熔體通道內的所述第一熔體流。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳感器為沿所述注入模制系統的熱流道構件的外表面定位的間接傳感器，以及所述所感測的狀態的預選擇值為相應熱流道構件的可測量的移動，所述移動與接收所述主注入單元的第一熔體流的注入的相應熱流道構件相關。
5.根據權利要求4所述 的方法，其特征在于，所述熱流道構件為所述注入模制系統的注口襯套、歧管和噴嘴中的一者，以及所述可測量的移動為所述歧管和所述噴嘴中的一者的彎曲或變形。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳感器為功能傳感器，以及所述所感測的狀態的預選擇值為與所述主注入單元的第一熔體流的注入相關的所述注入模制系統內的功能的發生的探測。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述功能傳感器為用于探測閥銷促動器移動至預選擇位置的發生的位置傳感器。
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述功能傳感器為安裝在所述注入模制系統的注口襯套上的應變儀，以用于探測所述主注入單元與所述注口襯套相接觸來開始所述第一熔體流的注入的發生。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 將安全反饋傳感器定位在所述注入模制系統中，其中所述安全反饋傳感器用于確認通過所述主注入單元的第一熔體流的注入已經發生。
10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，當所述所感測的狀態被探測到處于所述預選擇值時，發送信號，所述信號直接地開始從所述輔助注入單元注入所述第二熔體流。
11.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，當所述所感測的狀態被探測到處于所述預選擇值時，發送信號，所述信號將來自于所述輔助注入單元的所述第二熔體流的注入開始延遲預設時間周期。
12.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述注入模制系統構造成用于共同注入模制操作和多種材料模制操作中的一種。
13.—種控制從輔助注入單元注入可模制材料的熔體流的開始的方法，包括步驟:沿接收來自于主注入單元的第一可模制材料的第一熔體流的注入的熱流道注入模制系統的第一熔體通路定位傳感器，其中所述傳感器定位成用以感測所述第一熔體流的狀態；以及 當探測到所述第一熔體流的狀態處于預選擇值時，開始從輔助注入單元注入第二可模制材料的熔體流，其中所述第二熔體流沿所述熱流道注入模制系統的第二熔體通路流動。
14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一熔體流的所感測的狀態為壓力和速度中的一者，以及所述所感測的狀態的預選擇值為相應的預選擇壓力值和預選擇速度值中的一者。
15.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一熔體流的所述所感測的狀態為壓力，且在達到所述預選擇壓力值和開始從所述輔助注入單元注入的步驟已經發生之后，所述方法還包括步驟: 連續地監測所述第一熔體流的壓力以確定何時達到最大注入壓力值、保持壓力值和減壓壓力值中的至少一者；以及 當所述第一熔體流達到所述最大注入壓力值、所述保持壓力值和所述減壓壓力值中的至少一者時，調整從所述輔助注入單元的第二熔體流的注入。
16.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，在開始從所述輔助注入單元注入的步驟已經發生之后，所述方法還包括步驟: 以預設的時間間隔連續地監測所述第一熔體流的所述所感測的狀態；以及以預設時間間隔中的一個或多個基于所述第一熔體流的所述所感測的狀態來調整來自于所述輔助注入單元的第二熔體流的注入。
17.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述傳感器與所述第一熔體流直接接觸。
18.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，所述傳感器定位在所述注入模制系統中，以接觸所述注入模制系統的注口襯套、歧管、噴嘴和模腔中的一者的熔體通道內的所述第一熔體流。
19.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，當所述第一熔體流的所述所感測的狀態被探測到處于所述預選擇值時，發送信號，所述信號直接地開始來自于所述輔助注入單元的第二熔體流的注入。
20.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，當所述第一熔體流的所述所感測的狀態被探測到處于所述預選擇值時，發送信號，所述信號將來自于所述輔助注入單元的第二熔體流的注入開始延遲預設的時間周期。
21.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，還包括: 將安全反饋傳感器定位在所述注入模制系統中，其中所述安全反饋傳感器用于確認通過所述主注入單元的第一熔體流的注入已經發生。
22.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述注入模制系統構造成用于共同注入模制操作和多種材料模制操作中的一種。
【文檔編號】B29C45/22GK103459120SQ201280010282
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年2月21日 優先權日:2011年2月24日
【發明者】B.卡托恩, S.甘蒙 申請人:馬斯特模具（2007）有限公司