專利名稱：高光無(wú)熔痕注塑工藝的多點(diǎn)模具溫度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于要求高光潔度、無(wú)熔痕、高表面強(qiáng)度的注射成型模具的溫度控制系統(tǒng)。 屬于材料加工學(xué)科的注塑成型技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景隨著塑料制品應(yīng)用的日益廣泛，人們對(duì)塑料制品的精度、表面質(zhì)量和強(qiáng)度的要求越來(lái)越 高，但是，對(duì)于注塑過(guò)程中的一些缺陷，如熔接痕、流痕、塑料制品外觀質(zhì)量差等，普通 的注塑成形工藝無(wú)法解決。高光無(wú)熔痕注塑工藝可以獲得高精度、高光潔度的產(chǎn)品，該工藝 是在注射成型過(guò)程中，將注塑模具的型腔或模芯快速加熱至接近或者高于聚合物的熱變形溫 度，然后將聚合物注射到模具型腔中，在注射和保壓過(guò)程中一直保持模具或模芯的溫度，最 后快速冷卻模具型腔或模芯，當(dāng)模具溫度被冷卻到一定程度后打開(kāi)模具，取出產(chǎn)品。目前，高光無(wú)熔痕注塑工藝的溫度控制系統(tǒng)主要包括溫度控制器、水泵、控制單元、觸 摸屏、管路、閥、混合器等。溫度控制器中設(shè)有蒸汽管路、冷卻水管路、壓縮空氣管路、混 合器、出模管路和進(jìn)模管路，出模管路和冷卻水管路均與混合器的進(jìn)口連接，混合器的出口 與水箱連接，蒸汽管路、冷卻水管路和壓縮空氣管路均與進(jìn)模管路連接，冷卻水管路中連接 有冷卻水控制閥和水泵，進(jìn)模管路和出模管路的管壁上均安裝有溫度傳感器。溫度控制器上 的蒸汽管路、冷卻水進(jìn)水管路、冷卻水回水管路、壓縮空氣管路等分別與外部設(shè)置的加熱鍋 爐、冷卻塔、冷卻水回收裝置、空壓機(jī)等分別連接。并且每一套溫度控制器只能控制一臺(tái)注 塑機(jī)的注塑模具溫度，這些無(wú)疑會(huì)增加車(chē)間布置的復(fù)雜程度，而且會(huì)增加系統(tǒng)的安裝成本。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有高光無(wú)熔痕注塑工藝的溫度控制器價(jià)格昂貴、 一套溫度控制器只能控制 一臺(tái)注塑機(jī)的注塑模具等問(wèn)題，提供一種成本低、能夠?qū)Χ嗯_(tái)注塑機(jī)的注塑模具同時(shí)進(jìn)行控 制的高光無(wú)熔痕注塑工藝的多點(diǎn)模具溫度控制系統(tǒng)。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的高光無(wú)熔痕注塑工藝的多點(diǎn)模具溫度控制系統(tǒng)主要包括加熱鍋爐、冷卻水池、水泵、壓 縮空氣、混合器和控制單元；加熱鍋爐與蒸汽管路連接，冷卻水池通過(guò)水泵與冷卻水管路連 接，壓縮空氣與壓縮空氣管路連接，混合器的出口與冷卻水池連接，蒸汽管路上至少設(shè)有兩 條分別與一套模具連接的支路，每條支路上都設(shè)有控制閥；冷卻水管路至少有三條支路，其 中一條支路與混合器的進(jìn)口連接，其他各支路上都設(shè)有控制閥并分別與一套模具連接；壓縮 琴氣管路上至少設(shè)有兩條分別與一套模具連接的支路，每條支路上都設(shè)有控制閥，每套模具 的出口經(jīng)單向閥連接到混合器；模具內(nèi)和各種管路的支路內(nèi)壁上都設(shè)有溫度傳感器，各個(gè)溫 度傳感器和控制閥均通過(guò)通信電纜與控制單元連接。蒸汽管路、冷卻水管路和壓縮空氣管路的進(jìn)口和出口設(shè)有過(guò)濾器。 控制單元可采用可編程控制器(PLC)、微型計(jì)算機(jī)或工業(yè)計(jì)算機(jī)等。 各個(gè)控制閥可采用氣動(dòng)三通球閥、氣動(dòng)角座閥、電動(dòng)三通球閥或電磁閥等。 水泵可采用自吸泵、離心泵、增壓泵、管道泵、轉(zhuǎn)子泵或驅(qū)動(dòng)泵等。 具體應(yīng)用時(shí)，蒸汽管路的每條支路的出口端分別與一套模具的進(jìn)口連接；冷卻水管路的每條支路的出口端分別與一套模具的進(jìn)口連接；壓縮空氣管路的每條支路的出口端分別與一 套模具的進(jìn)口連接。每套模具的出口經(jīng)單向閥連接到混合器，然后再返回到冷卻水池。因此 本發(fā)明可通過(guò)一套控制系統(tǒng)對(duì)多套模具進(jìn)行溫度控制。在注塑過(guò)程中，當(dāng)模具打開(kāi)時(shí)，控制單元接收注塑機(jī)反饋的開(kāi)模信號(hào)，控制高壓蒸汽通 過(guò)各支路進(jìn)入每套模具，對(duì)模具進(jìn)行加熱。當(dāng)模具溫度達(dá)到要求的范圍時(shí)，模具內(nèi)的溫度傳 感器將溫度信號(hào)傳給控制單元，控制單元向蒸汽支路上的控制閥發(fā)出關(guān)閉指令，同時(shí)向注塑 機(jī)發(fā)出可以注射的信號(hào)。在注射完畢后，控制單元將接收注塑機(jī)反饋的熔膠信號(hào)，并控制冷 卻水通過(guò)各支路進(jìn)入每套模具，對(duì)模具進(jìn)行冷卻；當(dāng)模具冷卻到要求的溫度范圍時(shí)，模具內(nèi) 的溫度傳感器將溫度信號(hào)傳給控制單元，控制單元向冷卻水支路上的控制閥發(fā)出轉(zhuǎn)向指令， 同時(shí)向相應(yīng)的壓縮空氣支路上的控制閥發(fā)出打開(kāi)指令。壓縮空氣支路上的控制閥打開(kāi)后，壓 縮空氣進(jìn)入模具，將模具內(nèi)的冷卻水全部吹出。在模具內(nèi)的冷卻水全部吹出后，控制單元向 注塑機(jī)發(fā)出可以開(kāi)模的信號(hào)，當(dāng)注塑機(jī)開(kāi)模時(shí)，控制單元將接收注塑機(jī)反饋的開(kāi)模信號(hào)，并 自動(dòng)進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。本發(fā)明可與兩臺(tái)以上注塑機(jī)的控制系統(tǒng)對(duì)接，同時(shí)與兩臺(tái)以上注塑機(jī)進(jìn)行信息交換，通 過(guò)一套溫度控制系統(tǒng)對(duì)多套模具進(jìn)行溫度控制。可以分別監(jiān)測(cè)兩臺(tái)以上注塑機(jī)的開(kāi)模動(dòng)作， 實(shí)時(shí)地測(cè)量安裝在多臺(tái)注塑機(jī)上的塑料模具內(nèi)部的溫度變化情況，根據(jù)溫度的變化分別向注 塑機(jī)發(fā)送相應(yīng)的信息，保證多臺(tái)注塑機(jī)能在合適的模具溫度下射入塑膠。另外，注塑機(jī)在開(kāi) 始熔膠時(shí)，本發(fā)明將采集到相應(yīng)注塑機(jī)的該信號(hào)，并立刻將冷卻水通入相應(yīng)注塑機(jī)上安裝的 模具，對(duì)模具和塑料制品進(jìn)行冷卻，在冷卻到相應(yīng)的溫度后，注塑機(jī)開(kāi)模并取出塑料制品。 本發(fā)明可根據(jù)注射周期的各個(gè)階段對(duì)塑料模具進(jìn)行加熱與冷卻，模具溫度控制精度高，模具 加熱及冷卻范圍大，利用該控制器可以獲得高表面光亮度、無(wú)熔接痕、不需噴涂加工、產(chǎn)品 性能好、生產(chǎn)成本低的塑料制品。本發(fā)明能夠通過(guò)一套溫度控制系統(tǒng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)多套注塑機(jī)上的模具進(jìn)行溫度控制。與目 前的一套溫度控制系統(tǒng)只能控制一套模具相比，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了成本、減少了系統(tǒng)的占 地面積，增大了技術(shù)人員的操作空間。


附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖中1、水泵，2、單向閥，3、氣動(dòng)角座閥，4、氣動(dòng)角座閥，5、氣動(dòng)角座閥，6、氣 動(dòng)角座閥，7、混合器，8、氣動(dòng)角座閥，9、氣動(dòng)角座閥，10、氣動(dòng)角座閥，11、氣動(dòng)角座閥， 12、單向閥，13、單向閥，14、 一號(hào)模具，15、 二號(hào)模具，16、鍋爐，17、冷卻水池，18、 壓縮空氣。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例如附圖所示，本發(fā)明的多點(diǎn)模具溫度控制系統(tǒng)主要包括水泵1、控制單元(圖中未畫(huà)出)、 各種管路(圖中實(shí)線表示冷卻水和蒸汽管路，點(diǎn)劃線表示壓縮空氣管路)、各種控制閥和混合 器7等。模具一 14和模具二 15內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，連接模具一 14和二號(hào)模具15入口和出 口的管路中分別安裝有溫度傳感器，各個(gè)溫度傳感器和控制閥均通過(guò)通信電纜與控制單元連 接，控制單元通過(guò)通信電纜與觸摸屏連接。鍋爐16產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽通過(guò)蒸汽管路的兩條支路進(jìn)入一號(hào)模具14和二號(hào)模具15， 一路通過(guò)氣動(dòng)角座阓6進(jìn)入一號(hào)模具14的進(jìn)口，另一路通過(guò)氣動(dòng)角座閥8進(jìn)入二號(hào)模具15 的進(jìn)口。冷卻水池17內(nèi)的冷卻水經(jīng)水泵1加壓再通過(guò)單向閥2分為三條支路， 一路通過(guò)氣動(dòng) 角座閥3進(jìn)入二號(hào)模具15的進(jìn)口， 一路通過(guò)氣動(dòng)角座閥4進(jìn)入混合器7，然后回到冷卻水池 17;再一路通過(guò)氣動(dòng)角座閥5進(jìn)入一號(hào)模具14的進(jìn)口。與壓縮空氣18接的壓縮空氣管路分 為三條支路， 一路通過(guò)氣動(dòng)角座閥10進(jìn)入一號(hào)模具14的進(jìn)口， 一路通過(guò)氣動(dòng)角座閥9進(jìn)入 二號(hào)模具15的進(jìn)口，再一路是控制各個(gè)氣動(dòng)角座閥的開(kāi)關(guān)，每個(gè)氣動(dòng)角座閥還與一個(gè)兩位三 通電磁閥連接，每個(gè)兩位三通電磁閥均與控制單元連接。從一號(hào)模具14出口和二號(hào)模具15 出口返回的冷卻水分別通過(guò)單向閥13和單向閥12后匯合在一起，再經(jīng)過(guò)氣動(dòng)角座閥11和混 合器7返回到冷卻水池17。從一號(hào)模具14出口和二號(hào)模具15出口返回的蒸汽分別通過(guò)單向 閥13和單向閥12后匯合在一起，再經(jīng)過(guò)混合器7返回到冷卻水池17。 一號(hào)模具14和二號(hào) 模具15內(nèi)以及各種管路的支路內(nèi)壁上都設(shè)有溫度傳感器，各個(gè)溫度傳感器和控制氣動(dòng)角座閥 的兩位三通電磁閥均通過(guò)通信電纜與控制單元連接。流經(jīng)一號(hào)模具14和二號(hào)模具15的高溫高壓蒸汽在混合器7中經(jīng)冷卻水降溫后轉(zhuǎn)變?yōu)樗?同冷卻水一起流回冷卻水池17。一號(hào)模具14及其一號(hào)注塑機(jī)的控制過(guò)程是在注塑過(guò)程中，當(dāng)一號(hào)模具14打開(kāi)時(shí)，控制單元將接收一號(hào)注塑機(jī)反饋的開(kāi)模信號(hào)，并 根據(jù)信號(hào)向氣動(dòng)角座閥6發(fā)出打開(kāi)指令，向氣動(dòng)角座閥5發(fā)出關(guān)閉指令，讓高壓蒸汽通入一 號(hào)模具14的的進(jìn)口，對(duì)一號(hào)模具14進(jìn)行加熱。流經(jīng)一號(hào)模具14的殘余蒸汽及水通過(guò)一號(hào)模 具14的出口經(jīng)單向閥13到混合器7，然后再返回到冷卻水池17。當(dāng)一號(hào)模具14的溫度達(dá)到 要求范圍時(shí)， 一號(hào)模具14內(nèi)的溫度傳感器將溫度信號(hào)傳給控制單元，控制單元向氣動(dòng)角座閥 6發(fā)出關(guān)閉指令，同時(shí)向一號(hào)注塑機(jī)發(fā)出可以注射的信號(hào)。在注射完畢后， 一號(hào)注塑機(jī)進(jìn)入 熔膠階段，控制單元將接收一號(hào)注塑機(jī)反饋的熔膠信號(hào)，向氣動(dòng)角座閥5發(fā)出打開(kāi)指令，冷 卻水經(jīng)氣動(dòng)角座閥5進(jìn)入一號(hào)模具14的進(jìn)口，對(duì)一號(hào)模具14進(jìn)行冷卻。當(dāng)一號(hào)模具14的的 溫度達(dá)到要求的范圍時(shí)， 一號(hào)模具14內(nèi)的溫度傳感器將溫度信號(hào)傳給控制單元，控制單元向 氣動(dòng)角座閥5發(fā)出關(guān)閉指令，同時(shí)向氣動(dòng)角座閥10發(fā)出打開(kāi)指令，壓縮空氣18氣動(dòng)角座閥 10進(jìn)入一號(hào)模具14的進(jìn)口，將一號(hào)模具14內(nèi)的冷卻水全部吹出，吹出的冷卻水及壓縮空氣 經(jīng)一號(hào)模具14出口和混合器7，然后再回到冷卻水池。在一號(hào)模具14內(nèi)的冷卻水全部吹出 后，控制單元向一號(hào)注塑機(jī)發(fā)出可以開(kāi)模的信號(hào)，當(dāng)一號(hào)注塑機(jī)開(kāi)模時(shí)，該系統(tǒng)將接收一號(hào) 注塑機(jī)反饋的開(kāi)模信號(hào)，并自動(dòng)進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。二號(hào)模具15及其二號(hào)注塑機(jī)的控制過(guò)程是在注塑過(guò)程中，當(dāng)二號(hào)模具15打開(kāi)時(shí)，該系統(tǒng)將接收二號(hào)注塑機(jī)反饋的開(kāi)模信號(hào)，并根 據(jù)信號(hào)向氣動(dòng)角座閥8發(fā)出打開(kāi)指令，向氣動(dòng)角座閥3發(fā)出關(guān)閉指令，讓高壓蒸汽通入二號(hào) 模具15的進(jìn)口，對(duì)二號(hào)模具15進(jìn)行加熱。流經(jīng)二號(hào)模具15的殘余蒸汽及水通過(guò)二號(hào)模具 15的出口經(jīng)單向閥12到混合器7，然后再返回到冷卻水池17。當(dāng)二號(hào)模具15的溫度達(dá)到要 求范圍時(shí)，二號(hào)模具15內(nèi)的溫度傳感器將溫度信號(hào)傳給控制單元，控制單元向氣動(dòng)角座閥8 發(fā)出關(guān)閉指令，同時(shí)向二號(hào)注塑機(jī)發(fā)出可以注射的信號(hào)。在注射完畢后，二號(hào)注塑機(jī)進(jìn)入熔 膠階段，控制單元將接收二號(hào)注塑機(jī)反饋的熔膠信號(hào)，向氣動(dòng)角座閥3發(fā)出打開(kāi)指令，冷卻水經(jīng)氣動(dòng)角座閥3進(jìn)入二號(hào)模具15的進(jìn)口，對(duì)二號(hào)模具15進(jìn)行冷卻。當(dāng)二號(hào)模具15的溫度 達(dá)到要求的范圍時(shí)，二號(hào)模具15內(nèi)的溫度傳感器將溫度信號(hào)傳給控制單元，控制單元向氣動(dòng) 角座閥3發(fā)出關(guān)閉指令，同時(shí)向氣動(dòng)角座閥9發(fā)出打開(kāi)指令，壓縮空氣18動(dòng)角座閥9進(jìn)入二 號(hào)模具15的進(jìn)口，將二號(hào)模具15內(nèi)的冷卻水全部吹出，吹出的冷卻水及壓縮空氣經(jīng)二號(hào)模 具15出口和混合器7，然后再回到冷卻水池17。在二號(hào)模具15內(nèi)的冷卻水全部吹出后，控 制單元向二號(hào)注塑機(jī)發(fā)出可以開(kāi)模的信號(hào)，當(dāng)二號(hào)注塑機(jī)開(kāi)模時(shí)，該系統(tǒng)將接收二號(hào)注塑機(jī) 反饋的開(kāi)模信號(hào)，并自動(dòng)進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。本發(fā)明的溫度控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，水泵1持續(xù)運(yùn)行。只有在氣動(dòng)角座閥3及氣動(dòng)角座閥5 均為關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，氣動(dòng)角座閥4才處于打開(kāi)狀態(tài)。為保證雜質(zhì)不進(jìn)入各種管路中，冷卻水在進(jìn)入冷卻水管路前通過(guò)100目過(guò)濾器對(duì)其進(jìn)行 過(guò)濾。流經(jīng)一號(hào)模具14和二號(hào)模具15的蒸汽及冷卻水再次進(jìn)入各管路前通過(guò)100目過(guò)濾器 對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾。當(dāng)有兩套以上模具時(shí)，各種管路的分支數(shù)相應(yīng)增加，控制過(guò)程一樣。
權(quán)利要求
1.一種高光無(wú)熔痕注塑工藝的多點(diǎn)模具溫度控制系統(tǒng)，主要包括加熱鍋爐、冷卻水池、水泵、壓縮空氣、混合器和控制單元；加熱鍋爐與蒸汽管路連接，冷卻水池通過(guò)水泵與冷卻水管路連接，壓縮空氣與壓縮空氣管路連接，混合器的出口與冷卻水池連接，其特征在于蒸汽管路上至少設(shè)有兩條分別與一套模具連接的支路，每條支路上都設(shè)有控制閥；冷卻水管路至少有三條支路，其中一條支路與混合器的進(jìn)口連接，其他各支路上都設(shè)有控制閥并分別與一套模具連接；壓縮空氣管路上至少設(shè)有兩條分別與一套模具連接的支路，每條支路上都設(shè)有控制閥，每套模具的出口經(jīng)單向閥連接到混合器；模具內(nèi)和各種管路的支路內(nèi)壁上都設(shè)有溫度傳感器，各個(gè)溫度傳感器和控制閥均通過(guò)通信電纜與控制單元連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光無(wú)熔痕注塑工藝的多點(diǎn)模具溫度控制系統(tǒng)，其特征在于蒸汽 管路、冷卻水管路和壓縮空氣管路的進(jìn)口和出口設(shè)有過(guò)濾器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高光無(wú)熔痕注塑工藝的多點(diǎn)模具溫度控制系統(tǒng)，主要包括加熱鍋爐、冷卻水池、水泵、壓縮空氣、混合器和控制單元；加熱鍋爐與蒸汽管路連接，冷卻水池通過(guò)水泵與冷卻水管路連接，壓縮空氣與壓縮空氣管路連接，混合器的出口與冷卻水池連接，蒸汽管路上至少設(shè)有兩條分別與一套模具連接的支路；冷卻水管路至少有三條支路，其中一條支路與混合器的進(jìn)口連接，其他各支路上都設(shè)有控制閥并分別與一套模具連接；壓縮空氣管路上至少設(shè)有兩條分別與一套模具連接的支路。本發(fā)明能夠通過(guò)一套溫度控制系統(tǒng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)多套模具進(jìn)行溫度控制，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了成本、減少了系統(tǒng)的占地面積，增大了技術(shù)人員的操作空間。
文檔編號(hào)B29C45/73GK101229678SQ20081001419
公開(kāi)日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2008年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者李輝平, 管延錦, 趙國(guó)群 申請(qǐng)人:山東大學(xué)