本公開大體上涉及成型，并且更具體地，涉及用于使用基于傳感器的測量來控制注入和/或擠出成型機(jī)的方法。

背景技術(shù)：

1、成型，以及具體地注入和擠出成型，是常見地用于大批量制造由熱塑性材料構(gòu)成的零件的技術(shù)。在重復(fù)的注入成型過程以及連續(xù)的擠出成型過程期間，熱塑性樹脂典型地以小球團(tuán)或珠狀的形式被引入注入成型機(jī)，該注入成型機(jī)在熱量和壓力下熔化小球團(tuán)。在注入周期中，熔化材料被強(qiáng)行注入具有特定期望的空腔形狀的模具空腔中。注入的塑料在模具空腔內(nèi)保持在壓力下并且隨后被冷卻以及作為凝固的零件被移除，該凝固零件具有非常類似于模具的空腔形狀的形狀。單個(gè)模具可以具有任意數(shù)量的獨(dú)立空腔，這些空腔可以通過澆口(gate)與流動通道連接，該澆口可以引導(dǎo)熔化樹脂流入空腔。典型的注入成型過程大致包括四個(gè)基本操作：(1)在注入成型機(jī)中加熱塑料來允許塑料在壓力下流動；(2)將熔化塑料注入一個(gè)或多個(gè)模具空腔，這些一個(gè)或多個(gè)模具空腔被限定在已經(jīng)閉合的兩個(gè)半模之間；(3)允許塑料在壓力下在一個(gè)或多個(gè)空腔中冷卻和硬化；以及(4)打開半模并且將零件從模具中彈出。在將零件從模具中彈出后，將熔化塑料注入一個(gè)或多個(gè)模具空腔的設(shè)備(例如，螺釘或螺旋鉆)進(jìn)入恢復(fù)階段，在此階段中設(shè)備返回到原始位置。在擠出過程中，熔化材料穿過具有特定期望的形狀的模頭被連續(xù)地和強(qiáng)制地?cái)D出。擠出的塑料隨后被冷卻并且作為凝固的零件被移除，該零件具有非常類似于模頭孔口(orifice)形狀的形狀。成型的零件以細(xì)長形狀、管或其他形式被提供并且隨后被切割成期望的長度。典型的擠出成型過程大致包括三個(gè)基本操作：(1)在擠出成型機(jī)中加熱塑料來允許塑料在壓力下流動；(2)使熔化塑料穿過一個(gè)或多個(gè)模頭擠出；以及(3)允許塑料冷卻和硬化。這些操作中的每一者通常同時(shí)發(fā)生或接近同時(shí)發(fā)生。

2、在這些系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)根據(jù)注入周期控制成型過程，該注入周期為成型機(jī)的各種部件限定了一系列控制值。例如，注入周期或其他成型操作可以由固定和/或可變的熔體壓力和/或螺釘速率剖面(或螺釘旋轉(zhuǎn)速率剖面)驅(qū)動，其中控制器使用(例如)在特定位置(例如，噴嘴)處感測到的壓力和/或材料或擠出物的屬性(諸如例如，作為確定施加到材料上的驅(qū)動力的輸入的螺釘速率)。

3、提高環(huán)保意識可以導(dǎo)致可持續(xù)制造過程的使用增加。例如，消費(fèi)后再研磨或回收的塑料材料越來越多地被用作形成成型零件的材料。有時(shí)，這些材料可以來自不同的產(chǎn)品批次，這些產(chǎn)品批次可能沒有被適當(dāng)?shù)胤诸?，并且因此，后續(xù)批次的塑料可能具有不同的材料屬性。此外，即使產(chǎn)品在重新在制造中使用之前被適當(dāng)分類，特定批次中的每個(gè)單獨(dú)容器也可能具有不同的粘度和/或密度特性。因此，從重復(fù)使用的容器中獲取的用于形成零件的熔化聚合材料可能不具有統(tǒng)一的材料屬性，諸如粘度和/或密度。

4、此外，當(dāng)使用再研磨材料成型時(shí)，材料屬性(諸如粘度和/或密度)有可能在單個(gè)注入周期和/或擠出運(yùn)行中改變。雖然現(xiàn)有系統(tǒng)能夠確定和解決熔化聚合材料的粘度改變，但這樣的系統(tǒng)往往無法考慮到材料的粘度和密度改變之間的區(qū)別，并且如果感測到粘度或密度中的任何一者的改變，則可能將相同的調(diào)整應(yīng)用到成型過程的操作。因此，這些成型機(jī)可能生產(chǎn)較低質(zhì)量的零件，從而導(dǎo)致運(yùn)行效率低下，這些較低質(zhì)量的零件在質(zhì)量控制檢查期間必須被移除。此外，由于成型運(yùn)行可以包括數(shù)百甚至數(shù)千磅的材料，熔化塑料材料的特性在每次運(yùn)行中不是恒定的。因此，即使成型周期適配為在運(yùn)行開始時(shí)考慮材料屬性的改變，改變的屬性仍可以導(dǎo)致在運(yùn)行后期生產(chǎn)較低質(zhì)量的零件和/或具有不同特性的零件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明范圍內(nèi)的實(shí)施例涉及控制成型機(jī)來生產(chǎn)重復(fù)一致的零件。提供了控制成型機(jī)的系統(tǒng)和方法，該成型機(jī)具有形成模具空腔的模具、噴嘴和螺釘，該螺釘朝向噴嘴從第一位置移動到第二位置并且根據(jù)成型周期被控制。方法包括將熔融聚合物注入模具空腔，并且在注入周期期間使用被定位在螺釘處或螺釘附近的第一傳感器來獲取變量的第一測量。被定位在噴嘴或噴嘴附近的第二傳感器用于在注入周期期間獲取變量的第二測量。以第一傳感器獲取的測得的變量和第二傳感器獲取的測得的變量之間的差的形式確定測得的壓縮性比值。將測得的壓縮性比值與參考壓縮性比值進(jìn)行比較并且基于參考壓縮性比值與測得的壓縮性比值之間的差來調(diào)整至少一個(gè)控制參數(shù)。

2、在一些方法中，測得的變量是熔化塑料材料的壓縮性的形式。在一些形式中，熔化塑料材料的壓縮性可以用于確定其密度值。

3、在一些這些示例中，第一傳感器可以被定位在螺釘?shù)慕说暮竺?。第一傳感器可以是力傳感器的形式。在一些示例中，第二傳感器可以被定位在模具?nèi)腔上游的注入單元的流動通道內(nèi)。

4、在一些形式中，調(diào)整至少一個(gè)控制參數(shù)的步驟包括調(diào)整目標(biāo)注入壓力值。在其他形式中，方法可以包括以下步驟：測量熔化塑料材料的剪切速率來確定熔化塑料材料的粘度值的改變并且基于測得的剪切速率與參考剪切速率之間的差來調(diào)整至少一個(gè)控制參數(shù)。

5、在這些和其他示例中，通過在先前的注入周期期間測量參考壓縮性比值來獲取參考壓縮性比值。先前的注入周期可以是驗(yàn)證周期或預(yù)測周期的形式。

6、根據(jù)第二方面，成型機(jī)包括成型單元、控制器、第一傳感器和第二傳感器。注入單元包括形成模具空腔的模具和螺釘，該螺釘朝向噴嘴從第一位置移動到第二位置。注入單元經(jīng)由螺釘和噴嘴接收熔化塑料材料并且將其注入模具空腔來形成成型零件。控制器根據(jù)成型周期控制注入成型機(jī)的操作。第一傳感器被定位在螺釘處或螺釘附近并且與控制器通信地耦合并且在注入周期期間測量變量。第二傳感器被定位在噴嘴處或噴嘴附近并且與控制器通信地耦合，并且在注入周期期間在第二時(shí)間處的測量變量?？刂破鏖_始將熔融聚合物注入模具內(nèi)腔，并且確定測得的壓縮性比值，測得的壓縮性比值是以第一傳感器獲取的測得的變量與第二傳感器獲取的測得的變量之間的差的形式?？刂破鬟M(jìn)一步將測得的壓縮性比值與參考壓縮性比值進(jìn)行比較并且基于參考壓縮性比值與測得的壓縮性比值之間的差來調(diào)整至少一個(gè)控制參數(shù)。

7、根據(jù)第三方面，提供了控制成型機(jī)的系統(tǒng)和方法，該成型機(jī)具有形成剖面的模頭和以可變速率旋轉(zhuǎn)的螺釘并且成型機(jī)根據(jù)配置的成型參數(shù)被控制，以及包括穿過模具擠出熔化聚合物并且使用被定位在螺釘后部處或螺釘后部附近的第一傳感器獲取變量的第一測量。被定位在模頭處或模頭附近的第二傳感器用于獲取變量的第二測量。確定測得的壓縮性比值，測得的壓縮性比值是以第一傳感器獲取的測得的變量和第二傳感器獲取的測得的變量之間的差的形式。將測得的壓縮性比值與參考壓縮性比值進(jìn)行比較并且基于參考壓縮性比值與測得的壓縮性比值之間的差來調(diào)整至少一個(gè)控制參數(shù)。

8、在一些方法中，測得的變量是熔化塑料材料的壓縮性的形式。在一些形式中，熔化塑料材料的壓縮性可以用于確定其密度值。

9、在一些這些示例中，第一傳感器可以被定位在螺釘?shù)慕说暮竺?。第一傳感器可以是力傳感器的形式。在一些示例中，第二傳感器可以被定位在模頭上游的注入單元的流動通道內(nèi)。在其他示例中，第二傳感器可以被定位在成型單元流動通道的外部。在一些形式中，第三傳感器被定位在模頭上游的成型單元的流動通道內(nèi)。在又其他示例中，第三傳感器被定位在成型單元流動通道的外部。

10、在一些形式中，調(diào)整至少一個(gè)控制參數(shù)的步驟包括調(diào)整目標(biāo)成型壓力值。在其他形式中，該方法可以包括以下步驟：測量熔化塑料材料的剪切速率來確定熔化塑料材料的粘度值的改變并且基于測得的剪切速率與參考剪切速率之間的差來調(diào)整至少一個(gè)控制參數(shù)。

11、在這些和其他示例中，通過在先前的運(yùn)行時(shí)段期間測量參考壓縮性比值來獲取參考壓縮性比值。先前的運(yùn)行時(shí)段可以是驗(yàn)證運(yùn)行或預(yù)測運(yùn)行的形式。

12、根據(jù)第四方面，成型機(jī)包括成型單元、控制器、第一傳感器和第二傳感器。成型單元包括形成剖面的模頭和以可變速率旋轉(zhuǎn)的螺釘。成型單元接收擠出熔化塑料材料并且經(jīng)由螺釘穿過剖面擠出熔化塑料材料來形成成型零件?？刂破鞲鶕?jù)配置的參數(shù)控制成型機(jī)的操作。第一傳感器被定位在螺釘處或螺釘附近并且與控制器通信地耦合，以及在運(yùn)行期間測量變量。第二傳感器被定位在模頭處或模頭附近并且與控制器通信地耦合，以及在運(yùn)行期間測量在第二時(shí)間中的變量。控制器開始擠出熔化聚合物穿過模頭，并且確定測得的壓縮性比值，測得的壓縮性比值是以第一傳感器獲取的測得的變量與第二傳感器獲取的測得的變量之間的差的形式?？刂破鬟M(jìn)一步將測得的壓縮性比值與參考壓縮性比值比較并且基于參考壓縮性比值與測得的壓縮性比值之間的差來調(diào)整至少一個(gè)控制參數(shù)。