一種注塑過(guò)程在線質(zhì)量檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及注塑技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種注塑過(guò)程在線質(zhì)量檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]注塑成型過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的工業(yè)制造過(guò)程，注塑產(chǎn)品的質(zhì)量取決于材料參數(shù)、機(jī)器參數(shù)、過(guò)程參數(shù)以及這些參數(shù)的交互作用。維持良好而穩(wěn)定的成型過(guò)程是獲得高質(zhì)量制品的必須條件，而要達(dá)到這一條件必須以精準(zhǔn)的注塑過(guò)程質(zhì)量控制為基礎(chǔ)。但是，由于缺乏有效的在線質(zhì)量檢測(cè)手段，當(dāng)前的注塑過(guò)程質(zhì)量控制僅能夠通過(guò)控制溫度、壓力、位移等過(guò)程變量來(lái)間接實(shí)現(xiàn)。而間接質(zhì)量控制方法在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中并不能有效地保證產(chǎn)品質(zhì)量。隨著人民需求的不斷提升，注塑工業(yè)的發(fā)展日趨于精密化，迫切需要加快直接質(zhì)量控制技術(shù)的研究進(jìn)程。而直接質(zhì)量控制的前提是有效的質(zhì)量檢測(cè)手段，因此如何設(shè)計(jì)行之有效的在線質(zhì)量檢測(cè)方法成為首要問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是:提供一種有效、全面和準(zhǔn)確的注塑過(guò)程在線質(zhì)量檢測(cè)方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
一種注塑過(guò)程在線質(zhì)量檢測(cè)方法，包括:
A、構(gòu)建注塑過(guò)程在線質(zhì)量檢測(cè)的三維時(shí)間模型，所述三維時(shí)間模型的三維坐標(biāo)包括周期、時(shí)間和工況；
B、根據(jù)構(gòu)建的模型進(jìn)行多時(shí)段傳感器檢測(cè)，獲取注塑過(guò)程各階段的傳感器信號(hào)；
C、沿周期方向?qū)Λ@取的傳感器信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，得到初步的在線質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)；
D、根據(jù)改變后的工況對(duì)初步的在線質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，得到最終的在線質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0005]進(jìn)一步，所述步驟B，其包括:
B1、采用點(diǎn)電極傳感器采集注塑過(guò)程各階段的電容信號(hào)，所述點(diǎn)電極傳感器安裝在注塑模具的關(guān)鍵點(diǎn)處；
B2、采用放大濾波預(yù)處理電路對(duì)采集的電容信號(hào)依次進(jìn)行容壓轉(zhuǎn)換、放大和濾波處理，得到電壓信號(hào)；
B3、將電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到注塑過(guò)程各階段的傳感器數(shù)字信號(hào)。
[0006]進(jìn)一步，所述點(diǎn)電極電容傳感器的兩個(gè)電極分別位于模具動(dòng)模和靜模的兩側(cè)，所述電極電容傳感器的兩個(gè)電極均與放大濾波預(yù)處理電路連接。
[0007]進(jìn)一步，所述點(diǎn)電極電容傳感器的一極為設(shè)置在模具靜模內(nèi)的點(diǎn)電極，所述點(diǎn)電極電容傳感器的另一極為設(shè)置在模具動(dòng)模上的金屬電極，所述點(diǎn)電極和金屬電極均與放大濾波預(yù)處理電路連接。
[0008]進(jìn)一步，所述電極電容器傳感器還包括嵌套和螺線栓，所述點(diǎn)電極中軸肩的上部與模具的定位孔配合實(shí)現(xiàn)向上方向的定位，所述點(diǎn)電極中軸肩的下部通過(guò)嵌套與螺線栓的配合，實(shí)現(xiàn)向下方向的定位。
[0009]進(jìn)一步，所述點(diǎn)電極中軸肩的下部還設(shè)置有與電容測(cè)量單元連接的接線孔。
[0010]進(jìn)一步，在所述點(diǎn)電極與嵌套之間還設(shè)置有絕緣層。
[0011]進(jìn)一步，所述點(diǎn)電極電容傳感器的一極為設(shè)置在模具動(dòng)模頂針上的點(diǎn)電極，所述點(diǎn)電極電容傳感器的另一極為設(shè)置在模具靜模上的金屬電極，所述點(diǎn)電極和金屬電極均與放大濾波預(yù)處理電路連接。
[0012]進(jìn)一步，所述在線質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)包括注塑階段熔體在模具內(nèi)的位置及速度、保壓階段塑料產(chǎn)品的重量、冷卻階段塑料制品的固化速率及收縮率。
[0013]進(jìn)一步，所述步驟C，其具體為:
根據(jù)當(dāng)前批次在當(dāng)前周期的前一個(gè)或前幾個(gè)周期內(nèi)獲取的傳感器信號(hào)進(jìn)行零相移濾波，從而得到初步的在線質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:綜合考慮了注塑過(guò)程的多時(shí)段性、重復(fù)性和工況多變性，采用了基于批次過(guò)程的時(shí)間、周期和工況條件的三維時(shí)間模型進(jìn)行檢測(cè)，首次將工況引入到注塑過(guò)程模型中去，實(shí)現(xiàn)了注塑過(guò)程的在線質(zhì)量檢測(cè)，也解決了現(xiàn)有二維時(shí)間過(guò)程模型無(wú)法滿足工況多變條件下在線質(zhì)量檢測(cè)要求的問(wèn)題，更加有效、全面和準(zhǔn)確。進(jìn)一步，只需將點(diǎn)電極電容傳感器安裝在注塑模具內(nèi)的關(guān)鍵點(diǎn)處，并配合放大濾波預(yù)處理電路就能獲取各階段的傳感器信號(hào)，降低了模具表面結(jié)構(gòu)對(duì)模具狀態(tài)檢測(cè)過(guò)程的影響，從而可以將點(diǎn)電極電容器傳感器安裝在表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具內(nèi)，靈活度較高且適應(yīng)性較廣。進(jìn)一步，點(diǎn)電極電容器傳感器包括點(diǎn)電極、嵌套和螺線栓，點(diǎn)電極通過(guò)軸肩與嵌套、螺線栓之間的互相配合來(lái)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)電極的定位，使得點(diǎn)電極在承受模腔內(nèi)塑料的壓力同時(shí)保證極板未進(jìn)入模腔，更加可靠。進(jìn)一步，直接利用頂針作為點(diǎn)電極，不需要對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動(dòng)，更加方便和普遍適用。
【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]圖1為本發(fā)明一種注塑過(guò)程在線質(zhì)量檢測(cè)方法的步驟流程圖；
圖2為本發(fā)明步驟B的流程圖；
圖3為與本發(fā)明一種注塑過(guò)程在線質(zhì)量檢測(cè)方法相對(duì)應(yīng)的功能模塊框圖；
圖4為本發(fā)明點(diǎn)電極電容傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例一點(diǎn)電極電容器的結(jié)構(gòu)示圖；
圖6為本發(fā)明實(shí)施例二三維過(guò)程系統(tǒng)模型的示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記:1、點(diǎn)電極；2、絕緣層；3、嵌套；4、螺線栓；5、接線孔；6、軸肩；7、靜模；8、模腔；9、測(cè)量物體；10、接地電極。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參照?qǐng)D1，一種注塑過(guò)程在線質(zhì)量檢測(cè)方法，包括:
A、構(gòu)建注塑過(guò)程在線質(zhì)量檢測(cè)的三維時(shí)間模型，所述三維時(shí)間模型的三維坐標(biāo)包括周期、時(shí)間和工況；
B、根據(jù)構(gòu)建的模型進(jìn)行多時(shí)段傳感器檢測(cè)，獲取注塑過(guò)程各階段的傳感器信號(hào)；
C、沿周期方向?qū)Λ@取的傳感器信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，得到初步的在線質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)；
D、根據(jù)改變后的工況對(duì)初步的在線質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，得到最終的在線質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0019]參照?qǐng)D2，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述步驟B，其包括:
B1、采用點(diǎn)電極傳感器采集注塑過(guò)程各階段的電容信號(hào)，所述點(diǎn)電極傳感器安裝在注塑模具的關(guān)鍵點(diǎn)處；
B2、采用放大濾波預(yù)處理電路對(duì)采集的電容信號(hào)依次進(jìn)行容壓轉(zhuǎn)換、放大和濾波處理，得到電壓信號(hào)；
B3、將電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到注塑過(guò)程各階段的傳感器數(shù)字信號(hào)。
[0020]其中，注塑模具的關(guān)鍵點(diǎn)為注塑過(guò)程的進(jìn)膠口、最后填充位置或最后冷卻位置。
[0021]參照?qǐng)D3，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述點(diǎn)電極電容傳感器的兩個(gè)電極分別位于模具動(dòng)模和靜模的兩側(cè)，所述電極電容傳感器的兩個(gè)電極均與放大濾波預(yù)處理電路連接。
[0022]參照?qǐng)D3和圖4，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述點(diǎn)電極電容傳感器的一極為設(shè)置在模具靜模7內(nèi)的點(diǎn)電極1，所述點(diǎn)電極電容傳感器的另一極為設(shè)置在模具動(dòng)模上的金屬電極，所述點(diǎn)電極1和金屬電極均與放大濾波預(yù)處理電路連接。
[0023]本發(fā)明可以將點(diǎn)電極安裝于模具的靜模上，使點(diǎn)電極引出的信號(hào)線不需要隨模具動(dòng)模的變動(dòng)而變動(dòng)，以令得到的信號(hào)更加穩(wěn)定。
[0024]參照?qǐng)D4，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述電極電容器傳感器還包括嵌套3和螺線栓4，所述點(diǎn)電極1中軸肩6的上部與模具的定位孔配合實(shí)現(xiàn)向上方向的定位，所述點(diǎn)電極1中軸肩6的下部通過(guò)嵌套3與螺線栓4的配合，實(shí)現(xiàn)向下方向的定位。
[0025]參照?qǐng)D4，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述點(diǎn)電極1中軸肩6的下部還設(shè)置有與電容測(cè)量單元連接的接線孔5。
[0026]參照?qǐng)D4，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，在所述點(diǎn)電極1與嵌套3之間還設(shè)置有絕緣層2。
[0027]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述點(diǎn)電極電容傳感器的一極為設(shè)置在模具動(dòng)模頂針上的點(diǎn)電極，所述點(diǎn)電極電容傳感器的另一極為設(shè)置在模具靜模上的金屬電極，所述點(diǎn)電極和金屬電極均與放大濾波預(yù)處理電路連接。
[0028]本發(fā)明也可以通過(guò)將頂針進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)后(例如加絕緣層)，直接利用頂針作為點(diǎn)電極。這種情況下，點(diǎn)電極就是在模具的動(dòng)模上(因?yàn)轫斸樢话愣际窃趧?dòng)模上)，此時(shí)與點(diǎn)電極對(duì)應(yīng)的金屬電極直接就是模具對(duì)應(yīng)的金屬表面，即與點(diǎn)電極絕緣層內(nèi)部分對(duì)應(yīng)的面積。這種設(shè)計(jì)的好處是不需要對(duì)模具進(jìn)行改動(dòng)(因?yàn)槊總€(gè)模具都一定有頂針)，十分方便且易于實(shí)現(xiàn)。
[0029]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述在線質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)包括注塑階段熔體在模具內(nèi)的位置及速度、保壓階段塑料產(chǎn)品的重量、冷卻階段塑料制品的固化速率及收縮率。
[0030]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述步驟C，其具體為: 根據(jù)當(dāng)前批次在當(dāng)前周期的前一個(gè)或前幾個(gè)周期內(nèi)獲取的傳感器信號(hào)進(jìn)行零相移濾波，從而得到初步的在線質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0031]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0032]實(shí)施例一
參照?qǐng)D4和5，本發(fā)明的第一實(shí)施例:
本實(shí)施例主要對(duì)點(diǎn)電極電容傳感器進(jìn)行介紹。
[0033]為了解決以平板形狀為主的產(chǎn)品(例如手機(jī)外殼)的在線測(cè)量的需求，目前已經(jīng)有人設(shè)計(jì)加工出了平板型電容傳感器，但是平板型電容器無(wú)法安裝在模腔表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料產(chǎn)品模具內(nèi)。基于這種需求，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新型的點(diǎn)電極電容傳感器來(lái)解決復(fù)雜表面塑料產(chǎn)品的在線測(cè)量問(wèn)題。
[0034]本發(fā)明的點(diǎn)電極電容傳感器既可以通過(guò)陣列的形式起到平板型電容傳感器的作用，也可以合理布局在非平面表面結(jié)構(gòu)的模具中，適用性更廣。本發(fā)明的點(diǎn)電極電容傳感器的極板設(shè)計(jì)為單點(diǎn)形狀(一般為3~6_圓形)，可被分別布局在進(jìn)膠口、最后填充位置、最后冷卻位置等注塑過(guò)程的關(guān)鍵點(diǎn)處。
[0035]如圖5所示，點(diǎn)電極電容傳感器的點(diǎn)電極與接地電極板之間構(gòu)成電容器。當(dāng)被測(cè)塑料熔體置于上述兩電極之間時(shí)，熔體作為介質(zhì)取代空氣介質(zhì)引起電容值升高，此外熔體的材料狀態(tài)、厚度、模具溫度等因素也會(huì)影響注塑過(guò)程中電容值的變化。因此，將此構(gòu)型應(yīng)用在模具中就可以通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電容值而監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)的過(guò)程信息。點(diǎn)電極電容傳感器的兩個(gè)電極分別裝在模具的兩半(一半是靜模，一半是動(dòng)模，如圖5所示。在模具閉合的過(guò)程中，靜模不動(dòng)，動(dòng)模向靜模方向閉合，同時(shí)這兩金屬板是相互隔離的)，從而形成電容器的兩個(gè)電極。
[0036]此外，因?yàn)槠桨咫姌O與模具都為金屬材料，為了減少設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，本發(fā)明只設(shè)計(jì)了點(diǎn)電極，而點(diǎn)電極電容傳感器的另一個(gè)電極則由接入放大濾波預(yù)處理電路的動(dòng)模代替。如圖5所不，一塊不銹鋼板安裝在動(dòng)模中，形成點(diǎn)電極電容傳感器的一極，同時(shí)包含點(diǎn)電極的靜模部分不需要進(jìn)行任何修改即可形成點(diǎn)電極電容傳感器的另外一極。