专利名称：一种提高挤出—注射成型制品质量的控制方法
技术领域：
本发明属于高分子材料成型加工及其设备与控制领域，涉及一种提高配混挤出—注射成型制品质量的控制方法。
背景技术：
挤出—注射成型是基于传统的注射成型工艺，合配混挤出工艺为一步的新型加工工艺。应用该工艺可以制造用传统注射成型不能制造的产品，或很难制造的产品。此外，由于材料挤出、注射成型一步而成，节省了许多传统加工工艺中的中间环节，降低了生产成本。
初期的挤出—注射成型机上的配混挤出机不能连续运转工作，应用受到限制。欧洲专利EP1280648，美国专利US2003038406公开了一种可以用来解决上述问题的机械装置。这种装置的塑化挤出机与熔融料贮存罐同轴心一字形排列，在生产过程中，塑化挤出机连续不断地运作，由此产生的熔融料经过一个敞开的开关阀进入塑化挤出机前端的贮存罐，达到预先设定的注射量时，该开关阀关闭，整个塑化挤出机由油缸驱动前移，依靠塑化挤出机内螺杆前端的导流件将贮存罐内的熔融料经过在喷嘴上的敞开的开关阀注入模具模腔内。这种解决上述问题的方式和装置存在两个较大缺陷1)该装置内的熔融料被注入模具模腔的动作要靠整体塑化挤出机快速前移来完成，其能量消耗大，控制精度低；2)该装置中设置在塑化挤出机螺杆前端的开关阀在熔融料注射与保压过程必须关闭，而与此同时的塑化挤出机在不断运作和不断产生新的熔融料，此时会产生突然的熔体压力增。如此周期循环，会产生不好的注射成型制品。
世界专利WO03041940公开了一种配混注射成型机，可用于注射成型具不同性能材料的物系的制品。该专利描述了其贮存罐设置在塑化挤出机内螺杆熔融段初端的料筒上，挤出机连续工作产生的熔体在挤出机下部排列的注射装置中的柱塞前移注射时，进入贮存罐。在柱塞后移时贮存罐里的熔体再回入挤出机料筒内，并与其它物料一起被继续熔融挤压到螺杆前端，再进入注射装置。然而由於贮存罐里的物料在每个注射成型周期内都要被再次推入螺杆/料筒的熔融段与其它物料相聚，再往前运动，因此产生熔融段物料的突增和整个料筒内压力分布突变，会时而产生质量不稳定的挤出熔体。在注射量大但成型周期短的制品成型时，还可能出现供料不足现象。
此外，上述专利未涉及所描述设备的控制方法。
美国专利US2003075821，德国专利DE1052244为了解决熔体压力波动较大的问题，该专利公开了一种方法，即增加了一套装置在挤出机与注射装置之间的连接管上测量管内熔体压力，将所测得值与理想值作比较，通过调节贮存罐或注射装置内的熔体容量，来控制熔体压力的稳定性。
发明内容
本发明涉及一种更精确控制配混挤出—注射成型机中挤出机内熔体熔体压力稳定性的方法。涉及的方法是通过直接在挤出—注射成型机的挤出机机头内实时测量熔体压力，所测得熔体压力值随时与预定值比较，其差值作为调节贮存(或蓄送)装置或注射装置内的熔体接纳速度或装置中柱塞后移过程中的位移值的参数，整个控制系统不断使该差值朝零发展，以保证挤出机运转过程机内熔压压力稳定。
本发明所涉及的控制机构是装备熔体熔体蓄送装置的挤出—注射成型机，即包括一种能连续制造熔体的挤出机，至少一个内有一个可以前后移动并将熔体注入成型模具内腔的柱塞的注射装置，一个装在挤出机机头上可以间歇接纳或排送挤出熔体的熔体蓄送装置，一种使挤出机产生的熔融料导入柱塞式注射装置并使二者前端相连接的连接装置，一个安装在挤出机机头上可以测量和输出机头内熔体压力值的压力传感器，一种可以接收压力传感器输出信号的控制器，驱动蓄送装置和/或注射装置中柱塞运动的驱动装置，一种熔体蓄送装置中柱塞行程位移传感器。
本发明所涉及的另一种控制机构是装备多个注射装置的挤出—注射成型机，即包括一种能连续制造熔体的挤出机，至少两个各含有一个可以前后移动并将熔体注入成型模具内腔的柱塞的注射装置，一种使挤出机产生的熔融料导入柱塞式注射装置并使二者前端相连接的连接装置，一个安装在挤出机机头上可以测量和输出机头内熔体压力值的压力传感器，一种可以接收压力传感器输出信号的控制器，驱动注射装置中柱塞运动的驱动装置，一种注射装置中柱塞运动行程位移传感器。
本发明所涉及的挤出机可以是任何类型。
图1是表示本发明所涉及的控制机构是装备熔体熔体蓄送装置的挤出—注射成型机的控制示意图。
图2是表示本发明所涉及的控制机构是装备多个注射装置的挤出—注射成型机的控制示意图。
具体实施例方式
对於本发明所涉及控制实施方式，参照附图详细说明如下参照图1在驱动装置(未图示)驱动的螺杆的旋转带动下，物料不断朝螺杆尖端即机头(30)移动，经历被输送、混合、塑化熔融过程，经过完全塑化熔融的熔融料通过开关阀(13)敞开的连接导流管(12)进入注射装置(2)的空间(14)，并推动柱塞(15)后移，直至空间(14)的熔融料量达到制品所需注射(和保压)量，同时开关阀(16)敞开，开关阀(13)关闭，由驱动缸(21，22)驱动柱塞(15)将空间(14)里的熔融料注射入已经合模的成型模具(25)型腔，再经保压冷却后固化成型，随后锁模装置开启顶出制品，再合模并与注射装置一起重复相同的机械动作，而挤出机则连续工作。
在开关阀(13)关闭时，熔体蓄送装置(10)的柱塞(11)在驱动缸((23，24)的作用下，根据所设定的熔体压力逐渐上移，接纳塑化螺杆挤出机不断制造的熔融料，直至容量达到预定设定量时停止，并在开关阀(13)敞开时靠柱塞(11)在驱动缸(23，24)的作用下将熔体蓄送装置(10)内的熔融料向导流管(12)方向全部排空，导入注射装置。
在整个运作过程中，装在机头(30)上的压力传感器(36)不断测量机头(30)内熔体压力并将压力信号值通过信号线(37)传递给控制器(40)，控制器(40)不断地将所测得压力值与预先设定的熔体压力值进行比较，并根据其差值情况，通过信号线(42)和控制阀(52)控制驱动缸(21，22)驱动柱塞(15)将空间(14)里的熔融料注射入已经合模的成型模具(25)型腔，而在熔体蓄送装置(10)或注射装置(2)接纳熔融料时，控制器(40)通过信号线(41)和控制阀(51)，或(52)驱动柱塞(11)或(15)的后移速度或调节柱塞后移过程中位置值，调节机头(30)内熔体压力，将新测得的熔体压力值与预定值比较，并根据其差值情况再控制调节。如此反复循环，迫使机头(30)内熔体压力逼近或等於预定熔体压力值，从而保证运作过程中挤出机内熔体压力稳定。过程中，行程位移传感器(未图示)参与控制柱塞(11，15)的预定行程终点。
参照图2在驱动装置(未图示)驱动的螺杆的旋转带动下，物料不断朝螺杆尖端即机头(30)移动，经历被输送、混合、塑化熔融过程，经过完全塑化熔融的熔融料通过导流阀(13)向连接导流管(12)(A)向进入注射装置(2)的空间(14)，并推动柱塞(15)后移，直至空间(14)的熔融料量达到制品所需注射(和保压)量，此时开关阀(16)敞开，导流阀(13)敞向连接导流管(12)(B)向，在油压管(43，44)的压力差作用下，驱动柱塞(15)将空间(14)里的熔融料注射入已经合模的成型模具(未图示)型腔，再经保压冷却后固化成型，随后锁模装置开启顶出制品，再合模并与注射装置一起重复相同的机械动作，而挤出机则连续工作。
在转向阀(13)敞向连接导流管(12)(B)向时，注射装置(62)的柱塞(65)在油压管(38，39)的压力差作用下，根据所设定的熔体压力逐渐后移，接纳挤出机不断制造的熔融料，直至容量达到预定设定量时停止，并在导流阀(13)敞向连接导流管(12)(A)向时，向已经合模的成型模具(未图示)型腔注射熔融料。
在整个运作过程中，装在机头(30)上的压力传感器(36)不断测量机头(30)内熔体压力并将压力信号值通过信号线(37)传递给控制器(40)，控制器(40)不断地将所测得压力值与预先设定的熔体压力值进行比较，并根据其差值情况，通过信号线(42)，控制阀(52)和油压管(43，44)控制驱动柱塞(15)将空间(14)里的熔融料注射入已经合模的成型模具(未图示)型腔，而在注射装置(62)或注射装置(2)接纳熔融料时，控制器(40)通过信号线(41，42)和控制阀(51)，或(52)驱动柱塞(65)或(15)的后移速度或调节柱塞后移过程中位置值，调节机头(30)内熔体压力，将新测得的熔体压力值与预定值比较，并根据其差值情况再控制调节。如此反复循环，迫使机头(30)内熔体压力逼近或等於预定熔体压力值，从而保证运作过程中挤出机内熔体压力稳定。过程中，注射柱塞(65)或(15)的行程位移传感器(未图示)参与控制柱塞(65，15)的预定行程终点。
权利要求
1.一种控制配混挤出—注射成型机的挤出机机头内熔体压力的方法，所涉及步骤包括测量挤出机机头内熔体压力，与预定压力值比较该测量值，根据其差值给出控制信号，调节熔体蓄送装置或注射装置内柱塞后移速度或后移过程中的位置值，获得稳定的熔体压力。
2.如权利要求1所述的挤出—注射成型机，其特征在于其锁模装置具备至少两块可安装成型模具的模板，是全液压锁模式或液压传动曲肘锁模机构或电动传动式。
3.如权利要求1所述的挤出—注射成型机，其特征在于它包括一种能连续制造熔体的挤出机，至少一个内有一个可以前后移动并将熔体注入成型模具内腔的柱塞的注射装置，一个装在挤出机机头上可以间歇接纳或排送挤出熔体的熔体蓄送装置，一种使挤出机产生的熔融料导入柱塞式注射装置并使二者前端相连接的连接装置，一个安装在挤出机机头上测量和输出机头内熔体压力值的压力传感器，一种可以接收压力传感器输出信号的控制器，驱动蓄送装置和/或注射装置中柱塞运动的驱动装置，一种熔体蓄送装置中柱塞行程位移传感器。
4.如权利要求1所述的挤出—注射成型机，其特征在于其由电机驱动的油泵是变量式或定量式。
5.如权利要求1所述的挤出—注射成型机，其特征在于它包括一种能连续制造熔体的挤出机，至少两个各含有一个可以前后移动并将熔体注入成型模具内腔的柱塞的注射装置，一种使挤出机产生的熔融料导入柱塞式注射装置并使二者前端相连接的连接装置，一个安装在挤出机机头上可以测量和输出机头内熔体压力值的压力传感器，一种可以接收压力传感器输出信号的控制器，驱动注射装置中柱塞运动的驱动装置，一种注射装置中柱塞运动行程位移传感器。
6.如权利要求1所述的挤出—注射成型机，其特征在于其柱塞式注射装置中的注射柱塞通过液压驱动前后移动。
7.如权利要求1所述的挤出—注射成型机，其特征在于其熔体蓄送装置中的柱塞通过液压驱动前后移动。
8.如权利要求1所述的挤出—注射成型机，其特征在于其连接装置中的导流管装有一种敞开时熔融料通过，关闭时熔融料不能通过的开关阀。
全文摘要
通过挤出—注射成型机的挤出机机头内熔体压力实时测量，与预定值对比来调节熔体蓄送装置或注射装置内柱塞后移速度或后移过程中的位置值，反馈式实时控制挤出机内熔体压力及其压力分布，从而保证挤出熔体质量稳定，提高最终成型制品质量。
文档编号B29C45/77GK1555973SQ20031012202
公开日2004年12月22日 申请日期2003年12月31日 优先权日2003年12月31日
发明者刘津平 申请人:刘津平