容器制造设备中通过拉制作用的冲击行程的测定的制作方法

本发明涉及通过拉制吹制塑料制的坯件例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制造容器的制造设备的参数化。

背景技术：

通常，容器具有一个主体、一个在下端封闭主体的底部、以及一个在主体上端开口以使容器灌装和排出的颈部。

容器的传统制造技术是吹制。该技术在于将预先加热至高于材料玻璃化转变温度(在PET的情况下约为80℃)的温度的坯件(即经过预成型工序的预型件或中间容器)，装入一个模具中，模具的壁限定一个型腔，其具有容器的模腔，还在于由颈部将带压流体例如气体(一般是空气)注入到坯件中，使材料贴靠在模型壁上。。

在压力作用下，加热软化的材料形成一个泡，其同时与模型的主轴线平行地沿轴向方向、与模型的轴线垂直地沿径向方向鼓起和展开。

为避免容器偏离轴线，确保材料的良好均布，坯件的轴向拉制使用一个可在模型中轴向移动的延伸棒强制进行，该延伸棒的远端推到坯件底部，直至使之贴靠在具有容器底部模腔的模底上。该技术称为拉制吹制。

公知地，对于某些应用来说，活动模底相对于壁在一个输出位置和一个输入位置之间活动，在输出位置，模底相对于型腔缩进，在输入位置，模底封闭型腔。起初，模底处于收起位置，在容器成型期间，向其展开位置移动。

该工艺称为“变位”工艺，在法国专利申请FR2975332或者其国际等效专利申请WO2012/156638(两者均以Sidel的名义)中已有详述，可增大材料的拉伸率，具有在结构上加固容器底部和改进其成型的双重优越性。

变位工艺很复杂，因为根据容器底部上待制凸起(也称为注塑区)的形状和深度，模底产生的推压可导致材料变薄，乃至其底部处容器壁局部断裂，使其不能使用。因此，具有变位作用的制造机的调整比较麻烦；一般交由有经验的操作人员进行，其技巧可根据判断制造合格容器。但是，这样难以获得容器的稳定质量，每个操作人员具有其自己的技巧。另外，有经验的操作人员不会始终待命修正调节，有时必须停止生产线，以免不合格容器积集。

在制造机上改变参考数据(换句话说容器型式)时，操作人员可调整与变位有关的某些参数，尤其是冲击行程，即模底的输入位置与其输出位置的分开距离。

这种调整如果不正确进行，则可能导致畸形，影响容器。

因此，在生产开始和设备停机之间，操作人员凭着出现影响成品容器的故障、成品容器会报废的感觉，使设备停机。

技术实现要素：

因此，第一个目的是提出一种可提高成品容器质量的解决方案。

第二个目的是提出一种可限制容器尤其是在其底部处发生畸形危险的解决方案。

第三个目的是限制乃至避免在容器制造设备上改变参考数据时出现参数化错误。

为此，本发明提出一种从塑料制坯件通过拉制吹制制造容器的制造设备的参数化方法，该设备具有：

-模具，其配有壁和模底，所述壁限定具有容器模腔的型腔，型腔沿模具的主轴线延伸，所述模底可相对于所述壁在输出位置与输入位置之间轴向移动；

-模底的移动控制装置，其适于对模底施加轴向推力，使模底从其输出位置向其输入位置移动，反之亦然；

-拉制装置，其具有可相对于壁轴向移动的延伸棒和与延伸棒连接的电机；

从延伸棒处于与模底分开的高位以及模底处于其输出位置或者处于其输入位置的初始配置开始，该参数选择方法包括以下工序：

-使电机以电动机方式工作，以在延伸棒上施加轴向驱动力，使延伸棒向模底移动；

-评估在延伸棒上施加的轴向作用力的合力；

-一旦检测到作用力合力的变化，就使延伸棒处于起始位置；

-存储起始位置；

-控制模底向其输入位置的移动，或反之向其输出位置的移动；

-使延伸棒处于其相应的最终位置；

-计算和存储最终位置与起始位置之间的间距，间距称为延伸棒的行程。

由于延伸棒的行程等于模底的行程，因此，该方法可在生产之前预先检查模底的行程，从而避免影响操作人员进行的调节的错误影响生产。

单独或组合地，可具有各种附加特征：

-在初始配置中，模底处于其输出位置；

-在起始位置的存储工序与模底移动控制之间，具有使延伸棒重置于高位的工序；

-在模底移动控制工序之后，配置以下工序：

--电机以电动机方式工作，以使延伸棒从其高位向模底移动；

--评估在延伸棒上施加的轴向作用力的合力；

--一旦检测到作用力的合力的变化，就使延伸棒处于其最终位置；

-在起始位置的存储工序与模底移动的控制之间，具有停止在延伸棒上施加轴向驱动力的工序；

-对延伸棒停止施加轴向驱动力，是通过停止电机以电动机的方式工作实现的；

-在停止将电机以电动机方式工作之后以及在模底移动控制之前，电机转为进行发电机工作；

-在模底移动控制之后的预定的延时；

-使延伸棒的行程与预定理论值进行比较的工序；

-对在延伸棒上施加的轴向作用力的合力的评估，是通过电机以电动机工作所消耗的电流的测定实现的，对在延伸棒上施加的作用力合力的变化的检测，是通过电机以电动机工作所消耗的电流的变化的检测实现的。

附图说明

根据下面参照附图对一种实施方式所作的说明，本发明的其它目的和优越性将显而易见，附图如下：

图1是从塑料制的预型件通过拉制吹制制造容器的制造机的示意图，该制造机配有多个成型工位；

图2是局部立体图，示出配有图1所示制造机的成型工位；

图3和4是细部图，示出成型工位处于延伸棒的两个不同的位置；

-图5、6和7是曲线图，其上自上而下根据三种实施方式画出：

-一条示出延伸棒垂直位置变化的曲线；

-一个示出模底移动控制的时间图；

-一条示出施加于延伸棒的作用力的变化曲线；

-一条示出延伸棒与之连接的电机消耗的电流变化曲线。

具体实施方式

图1部分地示出从塑料制的坯件(尤其是PET塑料坯件)通过拉制吹制制造容器的制造设备1。坯件可以是塑料注塑形成的预型件，或者从坯件形成的中间容器，但是，其不具有成品容器的形状，用于经受一道或多道精加工工序，包括吹制工序。

该制造设备1具有热调节装置和成型装置2(如图1所示)，坯件在热调节装置中前送，加热至高于材料玻璃化转变温度(对于PET塑料约为80℃)的温度，坯件从热调节装置向成型装置2输送，进行拉制吹制成型。

如图1所示，成型装置2具有至少一个通过拉制吹制法成型容器的成型工位3。实际上，成型装置2其实具有转盘或者轮4和一系列在轮4上安装在轮的周边的成型工位3。

根据一种最佳实施方式，成型装置2具有轮的一个瞬时角位置传感器5，其例如是一个译码器(即实际上是一个装备仪器的滚柱)。

设备具有一个自动控制其工作的控制系统和控制装置(例如工业可编程自动控制器)，控制系统是一个信息化中央控制器6，控制装置配有单独控制每个成型工位3的执行机构。

首先，每个成型工位3具有一个模具7，模具具有壁8和模底11，壁8限定具有待成型容器的模腔、沿主轴线10延伸的型腔9，模底11在待成型容器的底部模腔具有上表面12。

模具7例如是皮夹式模具，具有两个半型箱，两个半型箱围绕一个共用铰链铰接，两个半型箱开模以允许相继地排出一个成品容器和插入一个预先在热调节装置中加热的预型件。

壁8在下部具有一个开口13，开口13限定模底11的一个通道，模底11可相对于壁8在下述位置之间轴向移动：

-输出位置，在该位置，模底11与型腔9分开(图2、3)，以及

-输入位置，在该位置，模底11堵住开口13，封闭型腔9，因此，上表面12使待成型容器的模腔完整(图4)。

在从输出位置开始的挤压工序期间，模底11的机动性允许在容器吹制期间从输出位置向输入位置移动模底11，在容器底部上进行材料的较大拉制，材料通过其结晶性的增大而具有增大的结构刚性。

其次，每个成型工位3具有控制模底11移动的控制装置14，控制装置14适于在模底11上施加轴向推力，使模底从其输出位置向其输入位置移动，以及使模底从其输入位置向其输出位置移动。

该控制装置14例如具有作动筒15，作动筒15上安装模底11，该作动筒15通过一个由中央控制器6控制的电动阀17，连接于一个流体源16(流体例如具有用于进行容器吹制的压力)。

其次，每个成型工位3具有拉制装置18，拉制装置18具有底座19，底座19固定在轮4上，基本上垂直于模具7进行延伸。

拉制装置18具有延伸棒20，延伸棒20相对于底座19(因而相对于模具7)活动，用于使容器在成型过程中保持在模具7的轴线10上，以及拉制装置18具有电机21，电机21连接于延伸棒20，用以在某些条件下确保移动。电机21连接于中央控制器6，确保通过电路22控制交流电的供给。

更确切地说，根据附图所示的一种实施方式，拉制装置18具有滑架23，滑架23相对于底座19滑动安装，延伸棒20由上端固定在滑架上。

电机21例如是线性感应电动机(异步)，具有：

-线性定子24，其固连于底座19，在中央控制器6控制之下，被供以电流以产生磁场，

-线性转子25，其固连于滑架23，面对定子24安装，例如由金属材料板如铜板、铁板或铝板形成。

因此，延伸棒20通过滑架23相对于底座19(因而相对于模具7)活动安装在下述位置之间：

-极限高位(图3中虚线以及图2所示)，在该位置，延伸棒20完全脱离模具7，

-极限低位(图3中实线所示)，在该位置，延伸棒20接纳在模具7中，与模底11接触，模底11本身处于输出位置。

电机21可按两种方式工作：

-电动机方式，在该方式，电机21被供以电流，定子24因而产生磁场，磁场通过感应在转子25上(以及在滑架23和延伸棒20上)产生使转子移动的电动势；

-发电机方式，在该方式，定子24的交流电的供给被断开，延伸棒20(因而滑架23)的强制性移动相反在转子25中形成磁场，磁场在定子24的供电电路22中产生电流，电流再在定子24中产生磁场以及产生阻止延伸棒20的强制性移动的反电动势。

冲击行程是分开模底11的输出位置与输入位置的分开距离。冲击行程随容器而变化，尤其是随容器底部的形状和容器的直径(其本身取决于容量)而变化。

理论上，冲击行程由负责设备1参数化的操作人员手动调节。这种调节例如可直接在作动筒15处通过安装或调节行程终点止动件进行。

假定每个成型工位3得到正确地调节，但这不足以使设备参数化。实际上，操作人员可能在成型工位3的至少一个上犯错误，甚至在改变待制容器的参考数据时忘记进行调节。

因此，需要在开始生产之前预先确定每个成型工位3的冲击行程，检查该行程是否符合容器的制造可得到最佳判断的预定理论行程(例如中央控制器6中存储的预定理论行程)。

理论上，模底11可直接装备仪器，以判别模底11处于输出位置还是处于输入位置的位置，从而有区别地推知冲击行程。但是，在设备的多种配置中，模底11的环境不太适于装备仪器，尤其是因为影响模底11及其作动筒15的震动、不利的热条件(高温或温度变化)、或者在模具7与用于加热壁8和/或模底11的载热流体供给回路之间的连接处可能由于流体泄漏而造成的湿度(即使极小)。

因此，在设备1参数化时，要在用延伸棒20开始生产之前预先计算每个成型工位3的冲击行程，通过简单的比较，检查其与预定理论行程的一致性。

因此，包括冲击行程的检查在内的设备1的参数化进行如下。

概括地说，从极限高位开始：

-使延伸棒20与模底11接触，模底11处于其输出位置或者处于其输入位置；

-使延伸棒20处于起始位置；

-控制模底11的移动；

-确保延伸棒20在模底11移动之后与模底11接触，然后确定延伸棒20的相应位置；

-然后，计算延伸棒20的抬起位置与起始位置之间的间距，提供延伸棒20在模底11移动时的行程，从而提供冲击行程。

实际上，可以多种不同的方式进行。下面，有三种方式，分别如图5、6和7所示。

现在，从延伸棒20(其位置在纵坐标轴上标以Z)处于脱离模底11(实际上处于极限高位)、模底11处于其输出位置的初始配置开始，来说明第一种实施方式(图5)。

如图5所示，曲线图在其横坐标轴是时间轴(记为t)的坐标系统上画出。设备1稳定工作时，时间相关于轮4的角位置和相当于轮4的角位置，其由角位置传感器5测得。应当指出，图5的曲线图示出不同的生产工序，但是，不是必须对应测量结果。因此，特别是延伸棒20的位置。

初始配置相当于图5中同步曲线图上的区域A。控制模底11移动的电动阀17(电动阀17的位置在图5曲线图上标以EV)关闭(位置CL)；电机21消耗的电流(标以i)为零。在延伸棒20上施加的轴向作用力的合力(标以R)为零。

从该初始配置开始，使电机21自时间t0以电动机方式工作，向定子24供给交流电，对滑架23(从而在延伸棒20上)施加轴向驱动力，使之向下(即向模底11)移动，这相当于图5曲线图上的区域B。

于是，计算出在延伸棒20上施加的轴向作用力的合力。实际上，这种计算在于测定电机21以电动机方式工作时消耗的电流值。只要延伸棒20没有遇到任何下行障碍，消耗的电流就不变，相当于电机21工作使延伸棒20移动所需的额定电流(标以i1)。

当延伸棒20在时间t1到达模底11的上表面12时，上表面形成止动件，阻止延伸棒20的任何推进。因此，对延伸棒20的轴向作用力的合力陡然变化而抵消，模底11在延伸棒20上施加的作用力在绝对值上等于由电机21形成的电动机在延伸棒20上施加的作用力，但是符号相反。

这表现为电机21以电动机方式工作时消耗电流的变化。更确切地说，消耗的电流陡然增大。用i2标示达到的最大值。一检测到消耗电流的这种变化，就进行后续工序，其顺序不太重要(这些工序甚至可同时进行)：

-使延伸棒20处于起始位置Z0(其可为零值)，这里，起始位置相当于模底11的低位，存储该位置(例如存储在中央控制器6的存储器中)；

-停止在延伸棒20上施加轴向驱动力，这里是停止电机21以电动机方式工作(换句话说，停止供给电流)，使之转为以发电机方式工作。

该工序在图5曲线图上标以C。

因此，通过开启电动阀17(图5上的位置OP)，控制模底11向其输入位置移动。当电机21不在延伸棒20上施加作用力时，从时间t2(其稍后于模底11的移动控制，以落实电动阀17的响应时间)，模底11驱动延伸棒20移动。

但是，延伸棒20不完全自由，因为我们发现，其移动在电机21的供电电路22中形成感应电流，其产生反电动势，与模底11施加的作用力轴向反向定向，但是，在绝对值上基本上模底11施加的作用力其小。该工序在图5曲线图上标以D。由此可见，电机21不是消耗电流，而是产生电流(如此产生的电流值标以i3)。

因此，首先确定延伸棒20的相应的最终位置Z1，然后，计算和存储该最终位置与延伸棒20的起始位置之间的间距E(称为延伸棒的行程)：

E＝|Z1-Z0|

如果模底11到达其输入位置的时间t3未知，则可根据预先变位试验确定的持续时间计算其最小值。

因此，可在确定假设对应于模底11的行程终点的延伸棒的位置20之前，从时间t2确定预定的延时。

因此，从延伸棒20与模底11保持永久接触的假设(实际上一般经过检查)出发，如此计算出的间距E的值对应于冲击行程。

现在，从延伸棒20处于脱离模底11的高位(实际上处于其极限高位)、模底11处于其输入位置的初始配置开始，来说明第二种实施方式。

如构成与图5相同的图6所示，曲线图在其横坐标轴是时间轴(记为t)的坐标系统上画出。设备1稳定工作时，时间相关于轮4的角位置和相当于轮4的角位置，其由角位置传感器5测得。

初始配置相当于图6中同步曲线图上的区域A'。控制模底11移动的电动阀17开启(位置OP)；电机21消耗的电流为零。在延伸棒20上施加的轴向作用力的合力为零。

从该初始配置开始，使电机21从时间t0，以电动机方式工作，向定子24供给交流电，对滑架23(从而对延伸棒20)施加轴向驱动力，使之向下(即向模底11)移动，这相当于图6曲线图上的区域B'。

于是，计算出在延伸棒20上施加的轴向作用力的合力。实际上，这种计算在于测定电机21以电动机方式工作时消耗的电流值。只要延伸棒20没有遇到任何下行障碍，消耗的电流就不变，相当于电机21工作使延伸棒20移动所需的额定电流(M)。

当延伸棒20在时间t1到达模底11的上表面12时，上表面12形成止动件，阻止延伸棒20的任何推进。因此，对延伸棒20的轴向作用力的合力陡然变化而抵消，模底11在延伸棒20上施加的作用力在绝对值上等于由电机21形成的电动机在延伸棒20上施加的作用力，但是符号相反。

这表现为电机21以电动机方式工作时消耗电流的变化。更确切地说，消耗的电流陡然增大。用i2标示达到的最大值。一检测到消耗电流的这种变化，就进行后续工序，其顺序不太重要(这些工序甚至可同时进行)：

-使延伸棒20处于起始位置Z0(其可为零值)，这里，其相当于模底11的高位，存储该位置Z0(例如存储在中央控制器6的存储器中)；

-停止在延伸棒20上施加轴向驱动力，这里是停止电机21以电动机方式工作(换句话说，停止供给电流)，使之转为以发电机方式工作。

该工序在图6曲线图上标以C。

因此，控制模底11向其输出位置移动，关闭电动阀17(图6上的位置CL)。在延时之后，鉴于电动阀17的响应时间和模底11的估计移动时间，重新使电机21从时间t2，以电动机的方式工作，供给定子24交流电，对滑架23(从而对延伸棒20)施加轴向驱动力，轴向驱动力使之向下(即向模底11)移动，这相当于区域C'。

以与以前同样的方式计算在延伸棒20上施加的轴向作用力的合力。只要延伸棒20没有遇到任何下行障碍，消耗的电流就不变，相当于电机21工作使延伸棒20移动所需的额定电流(M)。

当延伸棒20在时间t3到达模底11的上表面12时，上表面12形成止动件，阻止延伸棒20的任何推进。因此，对延伸棒20的轴向作用力的合力陡然变化而抵消，模底11在延伸棒20上施加的作用力在绝对值上等于电机21形成的电动机在延伸棒20上施加的作用力，但是符号相反。该工序在图6上标以D'。

这表现为电机21以电动机方式工作时消耗电流的变化。更确切地说，消耗的电流陡然增大。值i2与以前的相同。一检测到消耗电流的这种变化，就进行后续工序，其顺序不太重要(这些工序甚至可同时进行)：

-使延伸棒处于最终位置Z1，其相当于模底11的输出位置，存储该位置Z1(例如存储在中央控制器6的存储器中)；

-停止在延伸棒20上施加轴向驱动力，这里是停止电机21以电动机方式工作(换句话说，停止供给电流)，使之转为以发电机方式工作。

然后，计算和存储延伸棒20的最终位置与起始位置之间的间距E(称为延伸棒的行程)，其对应于冲击行程：

E＝|Z1-Z0|

现在，从延伸棒20(其位置在纵坐标轴上标以Z)处于脱离模底11(实际上处于极限高位)、模底11处于其输出位置(但是在其它实施例中，其可处于输入位置)的初始配置开始，来说明第三种实施方式(图7)。

如图7所示，曲线图画在其横坐标轴是时间轴(t)的坐标系统上。设备1稳定工作时，时间是相对的，相当于轮4的角位置，其由角位置传感器5测得。应当指出，图7的曲线图示出不同的生产工序，但是，不一定符合测量结果。因此，特别是延伸棒20的位置。

初始配置相当于图7中同步曲线图上的区域A"。控制模底11移动的电动阀17(电动阀17的位置在图7曲线图上标以EV)关闭(位置CL)(在其它实施例中，电动阀17可以开启(位置OP))；电机21消耗的电流(标以i)为零。在延伸棒20上施加的轴向作用力的合力(标以R)为零。

从该初始配置开始，使电机21从时间t0，以电动机方式工作，向定子24供给交流电，对滑架23(从而对延伸棒20)施加轴向驱动力，使之向下(即向模底11)移动，这相当于图7曲线图上的区域B"。

于是，计算出在延伸棒20上施加的轴向作用力的合力。实际上，这种计算在于测定电机21以电动机方式工作时消耗的电流值。只要延伸棒20没有遇到任何下行障碍，消耗的电流就不变，相当于电机21工作使延伸棒20移动所需的额定电流(标以i1)。

当延伸棒20在时间t1到达模底11的上表面12时，上表面12形成止动件，阻止延伸棒20的任何推进。因此，对延伸棒20的轴向作用力的合力陡然变化而抵消，模底11在延伸棒20上施加的作用力在绝对值上等于电机21在延伸棒20上施加的作用力，但是符号相反。

这表现为由电机21以电动机方式工作时形成的电动机消耗电流的变化。更确切地说，消耗的电流陡然增大。用i2标示达到的最大值。一检测到消耗电流的这种变化，就进行后续工序，其顺序不太重要(这些工序甚至可同时进行)：

-使延伸棒20处于起始位置Z0(其可为零值)，这里，其相当于模底11的低位，存储该位置(例如存储在中央控制器6的存储器中)；

-控制延伸棒20的移动，使之由始终以电动机方式工作的电机21重新置于高位；然后

-控制(在延时之后)模底11向其输入位置(或者在其它实施例中，向其输出位置)移动，开启(或关闭)电动阀17(位置OP或位置CL，如图7所示)。

图7上，用t2标示延伸棒20到达其高位的时间。任选地，控制电动阀从时间t2略微提前开启(或关闭)。

该工序在图7曲线图上标以C"。

当延伸棒20到达其高位时，电机21转为以发电机方式工作，使延伸棒20锁定就位。在延时之后(可选地相当于轮4的一整圈，工序D")，在延伸棒20由电机21保持在其高位时，以及在模底11保持在其输入位置(或输出位置)时，重新控制延伸棒20从时间t3向模底移动，使电机21重新转为以电动机方式工作(工序E")。

于是，如前所述，计算出在延伸棒20上施加的轴向作用力的合力。只要延伸棒20没有遇到模底11，消耗的电流就不变，相当于电机21工作使延伸棒20移动所需的额定电流(标以i1)。

当延伸棒20在时间t4到达模底11的上表面12时，其形成止动件，阻止延伸棒20的任何推进。因此，对延伸棒20的轴向作用力的合力陡然变化而抵消，模底11在延伸棒20上施加的作用力在绝对值上等于由电机21形成的电动机在延伸棒20上施加的作用力，但是符号相反。

这表现为由电机21以电动机方式工作时消耗电流的变化。更确切地说，消耗的电流陡然增大，重新达到i2。一检测到消耗电流的变化，就使延伸棒20处于最终位置Z1，这里，其相当于模底11的高位(或低位)，存储该位置(例如存储在中央控制器6的存储器中)。

然后，计算和存储延伸棒20的行程E，如前所述，其相当于冲击行程：

E＝|Z1-Z0|

因此，上述参数化方法具有多种优越性。

第一，即使在投产之前，也易于在设备1参数化时，检查实际冲击行程在每个成型工位3上是否相当于与待成型容器的型式相应的理论行程。

第二，模底11不必装备仪器，因为信息可由延伸棒20间接获得。

第三，如此获得的信息可靠，因为在模底11从其输出位置向其输入位置移动(或者反之亦然)的整个时间，延伸棒20和模底11进行连接。

因此，由于设备1的调节误差而影响容器的缺陷(乃至畸形)危险降低。

冲击行程的检查可在设备1起动时在开始生产之前系统地自动进行，因此，改变参考数据时的参数化错误得到限制。