一种电动式注塑机射速－压力切换与保压控制装置，其特征在于，该电动式注塑机射速－压力切换与保压控制装置包括： 驱动控制单元，与可驱动该电动式注塑机注射轴的马达连接，以驱动、控制该注射轴的运动，其中包括速度控制器；以及 数值控制单元，借由一可切换的回路开关与该驱动控制单元连接，其中包括能够与该回路开关接通的位置控制器与压力控制器，以借由该回路开关的切换，使该数值控制单元与该驱动控制单元形成一位置闭回路控制与一压力闭回路控制的切换，也就是该注塑机的注射过程与保压过程的切换； 其中当该数值控制单元与该驱动控制单元形成一位置闭回路控制时，该数值控制单元可对该注塑机进行射速－压力切换控制，以在最适合的射速－压力切换参数下，切换该回路开关而形成压力闭回路控制。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于一种，特别是关于一种可准确、且轻易调整出最适合的射速-压力切换特性的控制装置及方法
技术介绍
用于大量制造塑料制品的注塑机，不论其成型材料是什么，所使用的注射装置不外是柱塞式或螺杆式、合模装置是轴节式或直压式、或者驱动源是液压式或电动式，其注射过程中的压力控制是影响最终塑料制品品质的关键因素。对于一般塑料制品常见的表面皱纹、翘曲变形(Warpage and Distortion)、毛边(Flash)、溢料(Bleeding)、空洞或充填不足等品质问题，多数是由于充填或保压过程中，压力没有控制好导致的。以图4A至图4E为例，它依序显示的是液压式螺杆注塑机的锁模、注射、保压、冷却、脱模步骤，自注射步骤起每一阶段的压力值的变化与其转换关系，与塑料制品的品质紧密相关，尤其是图4B、图4C的注射与保压阶段的切换压力与切换位置(注射轴位置)至关重要。若切换位置太早可能导致充填不足，切换太晚则有可能发生溢料现象，若切换时压力过高易造成产品的流痕，若切换时压力不稳定(例如切换速度变化过大)则可能使压力变化出现尖锐的不平顺曲线；同时，切换位置与切换压力也决定了保压压力的大小，对于用来压实溶融的原料，以增加制成品(塑料)密度的保压过程(图4C)，若保压压力过大则易导致塑料制品出现粘模，造成脱模困难的现象，而且还有可能使塑料制品残余应力增加，出现毛边或渗料缺陷，严重时甚至可能将模具撑开；反之，若保压压力过小，则塑料制品将发生收缩翘曲或空洞现象，同样难以达品质要求。由此可见，注射切换特性的重要性与其调整精确的不易；若再以图5为例，可更明确看出压力控制的困难之处，图中的Pm曲线是表示注塑机中螺杆计量区(Metering Zone)的压力曲线，也就是设定的压力曲线，Pn曲线表示注射喷嘴(Nozzle)末端的压力曲线，Pg曲线是模穴(Cavity)入口端的压力曲线，Pc曲线则是模穴末端的压力曲线，由于模穴内部流动压力损耗所致，Pc曲线的值比Pg曲线的值低，图中t1至t3阶段是注射充填阶段，此时模穴内的压力将迅速增加，使用者即在此阶段进行设定的压力控制，而t3至t4为保压阶段，保压的压力受前一阶段的注射压力与切换压力、位置、速度影响，保压的压力值也将决定保压的效果，最终的t4至t5阶段则为冷却阶段，此时塑料制品将逐渐固化，而模穴中将留下如图所示的少量残留压力。综上所述，可见注射成型过程中各位置压力变化的急剧，以及进行压力控制与充填-保压切换的重要性，一般制程上对于该控制与切换参数的调整，完全依赖制程工程师的经验，制程工程师将依据成型塑料制品的品质，改变制程参数或进行机台控制精度的检查，此方法显然难以达到稳定控制与重复性好的量产需求。以图6所示的现有液压式注塑机30(以液压马达32驱动)而言，其操作方法是在注射过程中以电阻尺(Potential Meter)或光学尺对行程进行量测，在注射过程随时量测注射轴35的位置，当该注射轴35的位置达到预先设定的射速-压力切换(V-P Switching)位置点时，使注塑机30自充填阶段切换至保压阶段，此方法的控制精度会因每次的注射而改变，因为注射轴35的位置并非每次注射成型时均相同，它的值会因惯性，随着每次注射最末段的射速而不同，且随着注塑机30使用时间和次数的不同，液压式注塑机30的制程参数也将有所改变(例如液压油的品质、操作温度等)，这严重影响上述控制的准确性与重复性，进而也将大幅降低塑料制品的品质。对于较新式的电动式注塑机而言，它是如图7所示以电动式伺服马达42作为注塑机40的驱动源，借由一AC伺服控制器43与伺服马达42，它以高精度的位置、速度控制与控制的高度一致性的特性，完成射速-压力切换与保压控制的需求，同时也兼有节能、洁净与操作安静等优点，这类型的注塑机40的射速-压力切换与保压控制效果的确比液压式注塑机30好，它采用的控制方法一般是用一压力控制装置进行压力闭回路控制，将注射充填压力与保压压力维持在一预先设定的适当值。例如美国专利第5,154,935号案，专利技术了如图8所示的一比较器(Comparator)，针对使用者输入数值控制单元51中的目标压力曲线与实际压力进行比较，还借由两外部可切换回路开关52的连通将该比较结果输入伺服电路53中，对连接注射轴54的伺服马达55进行一压力闭回路控制，调整适当的注射/保压压力；这现有电动式注塑机控制方法虽可解决液压式注塑机的缺点，无法克服量产上的问题。由于该装置50仅能进行一压力闭回路控制，无法进行射速与注射轴位置的规划，也无法以射速-压力切换控制的方法，自注射阶段平顺切换至保压阶段，其切换位置的选取难以达到最适合与较稳健，且除了压力外的相关切换特性参数也不易调整，此外，该现有装置50的可切换回路开关52是设计在硬件外，其切换命令的反应时间较长，内部回路的切换速度也将较慢，势必导致控制上的失准与延迟，难以符合产业界日新月异的需求。
技术实现思路
为克服现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种易于调整射速-压力切换特性的。本专利技术的另一目的在于提供一种可精确选取射速-压力切换位置的。本专利技术的再一目的在于提供一种使塑料制品的保压效果良好的。本专利技术的又一目的在于提供一种内部回路可平顺且快速地的。为了达到上述目的，本专利技术所提供的电动式注塑机射速-压力切换与保压控制装置包括驱动控制单元，与可驱动该电动式注塑机注射轴的马达连接，以驱动、控制该注射轴的运动，其中包括速度控制器；以及数值控制单元，借由一可切换的回路开关与该驱动控制单元连接，其中包括能够与该回路开关接通的位置控制器与压力控制器，以借由该回路开关的切换，使该数值控制单元与该驱动控制单元形成一位置闭回路控制与一压力闭回路控制的切换，也就是该注塑机的注射过程与保压过程的切换；其中当该数值控制单元与该驱动控制单元形成一位置闭回路控制时，该数值控制单元可对该注塑机进行射速-压力切换控制，以在最适合的射速-压力切换参数下，切换该回路开关而形成压力闭回路控制。本专利技术所提出的电动式注塑机射速-压力切换与保压控制方法，可用于一射速-压力切换与保压控制装置中，该装置包括一个与注射轴连接的驱动控制单元与一数值控制单元，该方法的步骤包括对该注塑机进行多阶段射速的注射规划与多阶段压力的保压规划，并在该注射规划的最后阶段射速后，令该注射轴的射速减速；将注射轴的射速降低到零时的位置X，设为射速-压力切换设定点，并设定一射速-压力切换预先观测值D；切换该数值控制单元中的回路开关，使该数值控制单元与该驱动控制单元形成一位置闭回路控制；依据设定的注射规划对该数值控制单元输入位置命令，使该注塑机完成规划的注射动作；令该数值控制单元判断此时真实注射轴位置与X点之间的位置误差量e，并判断位置误差量e是否小于或等于该切换预先观测值D，若是，则进行射速-压力的切换，若否，则进行最适合的射速-压力切换参数的调整，并在调整后进行射速-压力的切换；以及切换该数值控制单元中的回路开关，使该数值控制单元与该驱动控制单元形成一压力闭回路控制。依据设定的保压规划对该数值控制单元输入保压命令，以使该注塑机完成所规划的保压动作。上述的最适合的射速-压力切换参数包括射速-压力切换时的最适合的切换位置、时间、压力与注射速度值等，而该最适合的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴昌，简御伟，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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