拉伸吹塑成型制品的自动化材料分布控制制造技术

一种在连续生产工艺中检测拉伸吹塑成型容器或其它制品序列材料分布的方法，通过提供注射成型型坯，每一型坯都至少有一用于检测材料分布的指示器，其沿着型坯的轴向长度在预定位置用于检测材料分布。每一型坯都经受连续生产工艺中的加热步骤。然后将加热的型坯经受吹塑成型工艺，因此每一材料分布指示器沿着吹塑成型制品的轴向长度被传输到对应位置。设置指示器检测生产工艺中给定模具中每一吹塑成型制品上的每一指示器的位置，然后进行计算，确定每一吹塑成型制品的材料分布结果或基于每一指示器的检测位置的构型。材料分布信息与特殊容器设计的预定构型对比，超出预定公差值的任何偏差都用于从生产线排除公差制品，和改进制造工艺的步骤。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的来说涉及从塑料型坯吹塑成型制品的领域，更特别涉及生产拉伸吹塑成型制品的方法和系统，该制品由聚合物树脂形成，并且具有一致的物理尺寸的。
技术介绍
提供包括一致的材料分布的一致的物理尺寸，对于像由聚合物树脂，如聚对苯二甲酸乙二酯(PE7)形成的吹塑成型制品的生产中是一个长期问题。实现一致的物理尺寸，例如材料分布的困难已经成为满意地保证这种制品高质量的问题。另外，因缺乏均匀的物理尺寸而出现的困难可存在于各种生产托坏以及寻找生产基本上相同的吹塑成型制品的生产设备中。一致的物理尺寸，例如材料分布对于吹塑成型制品最终的性能特征是很重要的，例如拉伸吹塑成型容器的爆裂强度、顶装强度(top load strength)、抗热变形和抗应力开裂。目前的直接对已形成的吹塑成型制品的材料分布分析技术费时，且相当粗糙，这种技术仅能提供原料分布，并且不能使其自身自动校对。目前对材料分布的分析技术被称作局部称重法，其中，例如拉伸吹塑成型制品的一部分如基体、贴标面，和台肩被相互切开，各个称重以便确定这些部分重量是否在规定的公差内。尽管这种局部称重方法有可利用性，然而该方法适用于各部分全部材料分布的粗略确定。该局部称重方法不能说明某部分内的变化，尽管吹塑成型制品某部分内的变化已经在实验室和生产现场被反复研究。此外，该局部称重方法需要毁坏制品，因此只能很少量的制品进行测试，而大多数(也许多达99.8％)由特定生产线制造的制品都没有检查材料的分布。因此局部称重方法只能用于直接检测用局部称重制品的生产参数生产的未经切割和称重的拉伸吹塑成型制品的材料分布是否在可接受的公差范围内。此外，没有简单的方法将这种测试结果集中反馈到制造工艺以实现具有更均匀或所希望的参数的制品。因此，现有技术中需要一种直接和不毁坏的方法和系统来保证一致的物理尺寸，例如拉伸吹塑成型制品的材料分布，以便生产对于各种生产托坯和在不同生产条件范围内都能达到一致质量的拉伸吹塑成型制品。优选的是，这种系统可应用于在给定的生产线上制造的容器的基本部分，如果不是全部的话，因此该产品质量可以保持在更好的标准。我们自己的早期专利，即美国专利US5902526揭示了一种以连续方式或基本上连续的方式检测吹塑成型制品的方法，其中在吹塑成型工艺中所使用的型坯(parison)包括许多在型坯外表面预选部分形成的第一标记。该第一标记一般为圆周光线形式在同一平面内相互平行分布设置，每一光线都在型坯的外表面形成完全向外伸出的环形。该产品是通过将型坯放入具有一般由光滑内表面限定的各个部分的吹塑模具中形成的，该模具具有许多第二不同尺寸部分，每一第二不同尺寸部分设置在拉伸吹塑模具内表面的预定位置。当型坯通过吹塑成型工艺传送到吹塑模具内时，此每一个第二不同尺寸部分的位置一般都选择与一个第一标记的最佳位置相对应。该第二不同尺寸部分可以任何不同的构形和取向方式(例如，单个第二不同尺寸部分形成小或大的不同尺寸链段，它们在平面或非平面设置，或在吹塑模具内表面升起或凹陷，或通过改进吹塑模具内表面的表面光洁度来形成)，设置在吹塑模具内表面。根据美国专利US5902526形成的经整饰的制品中，对应于相应的，贴近设置的第二标记的第一标记的相应位置标示出至少一个尺寸是否在预选范围内。例如，制品断面的厚度尺寸可通过探查每一第一标记和对应的第二标记之间的距离是否小于预定的距离而确定在预定的厚度范围内。形成标记用于确定公差带或区。在此模具内吹塑具有对应标记的型坯可生产具有(限定公差区或带)第二标记的制品，在靠近众多对应公差区的位置该制品包括许多第一标记。对应于相应的，贴近公差区的第一标记的相对位置标示至少一个尺寸是否在预选范围内。当第一标记处于对应的公差区范围时，至少一个尺寸就会在预选的范围内。然而，如果第一标记处于对应的公差之外，则至少一个尺寸不在预选的范围内。在美国专利US5902526的工艺中需要在型坯上形成第一标记和在吹塑成型的成品上形成第二标记，然后比较其相对位置。当形成的这种交叠或紧密贴近标记可由肉眼检测而被发现时，则使用这种与任何自动化检测系统相连接的标记系统就会证明是难以理解的，如果是并非不可能的话。美国专利US4131666也使用了表面格栅标记技术随后用肉眼检测来确定成品容器中塑料的分布，但是没有提出将肉眼检测结果转换为自动化控制的方式。通过改进工艺参数来对最终制品的尺寸进行各种控制的方法已经在美国专利US3934743和4044086中教导过。其它专利例如US3956441、4307137和4564497已经揭示了在型坯表面构成的结构来达到最终制品的装饰效果。还有其它一些专利，例如US4151249、4320083、4359165、4785950、4927679、4997692、5101990、5116565和5312572揭示了在型坯表面构成的结构来达到最终制品的结构效果。美国专利US4117050揭示了型坯的纵向热仿型来控制吹塑成型制品中的壁厚分布，但是没有讨论对所得制品的任何自动化检测系统。美国专利US4571173和5066222揭示了一种系统，利用该系统可以将型坯的温度作为时间的函数以非均匀方式加热达到吹塑成型的最佳加热型面，但是其也没有讨论自动检测所得制品的任何系统。人们一直需要用于连续生产工艺中的控制系统，其中该系统至少部分依靠一些直接或间接测量的一个或多个所选的最终吹塑成型制品的标准，控制或改进生产条件以使一系列的吹塑成型制品，例如拉伸吹塑成型容器，的材料分布保持在所限定的常规值范围内。
技术实现思路
为了帮助理解本专利技术，可以以必要的综述形式说明涉及用于从注射成型型坯生产具有良好控制的物理参数的吹塑成型制品，例如拉伸吹塑成型容器的方法和系统，从而稳定地生产最佳制品。本专利技术的方法和系统包括非毁坏性的直接测量成型制品以便保证一致的和控制的这种成型制品的尺寸，为物理尺寸提供精确水准并且所得的这种成型制品的质量远远超过目前的方法和装置所达到的水平。尤其是，本专利技术涉及一种在连续生产工艺中通过提供注射成型型坯，检测系列拉伸吹塑成型容器的材料分布的方法，每一型坯都在沿着型坯轴向长度的预定位置有至少一个检测材料分布的指示器。在连续生产工艺中每一型坯都经受加热阶段，一般是暴露于红外线加热。然后，每一加热的型坯经受吹塑成型工艺，其可以是拉伸吹塑成型，致使每一材料分布指示器沿着吹塑成型的容器或其它制品的轴向传输(transform)到相应位置。定位指示器以在生产过程中从给定模具中检测每一吹塑成型容器上每一指示器的位置。然后根据每一指示器被检测的位置进行计算确定每一吹塑成型容器材料分布结果或分布图。然后将材料分布的信息与特定容器设计的规定分布图相比，如果检测到任何超过预设公差值的差异，就采用一种机械结构从生产线除去过大的公差值。此外，基于不同特性，例如使用红外线加热方式，改进生产工艺步骤。本专利技术的检测方法在使用多个吹塑模具的连续重复周期生产工艺中应用时，需要对比来自同一吹塑模具所生产制品的材料分布信息以便从这些数据中鉴别吹塑模具之间的变化。这通过在众多吹塑模具的预选吹塑模具中提供划线器使之能在所选择的吹塑成型中在吹塑成型的每个容器上形成标记来实现。该标志容器的标记可被检测，在该连续周期中每一后继的未本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在连续生产工艺中检测吹塑成型容器序列的材料分布的方法，该方法包括：提供注射成型轴向延伸型坯，每一型坯都在沿着型坯轴向长度的预定位置至少有一个材料分布指示器；在连续生产工艺中热调节型坯至适于吹塑成型的温度分布；吹塑成型被加热的 型坯，致使每一材料分布指示器沿着吹塑成型容器传输到相应的轴向位置；在生产工艺中检测至少一些吹塑成型容器的指示器相对于控制位置的轴向位置；以及基于检测到的每一指示器轴向位置确定至少一些吹塑成型容器的材料分布结果。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C戴维斯，S明顿，E罗伯茨，
申请(专利权)人：博尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]