WO2014182187A1 - Production optimisation and control device and method for a thermoplastics injection-moulding process - Google Patents

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WO2014182187A1
WO2014182187A1 PCT/PT2014/000025 PT2014000025W WO2014182187A1 WO 2014182187 A1 WO2014182187 A1 WO 2014182187A1 PT 2014000025 W PT2014000025 W PT 2014000025W WO 2014182187 A1 WO2014182187 A1 WO 2014182187A1
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PCT/PT2014/000025
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Bruno MARTINS
Pedro Jorge FERREIRA OLIVEIRA
Joaquim Henriques Martins
Joel OLIVEIRA CORREIA VASCO
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Famolde - Fabricação E Comercialização De Moldes, Sa
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Abstract

The present invention relates to a production optimisation and control method and device (1) for a thermoplastics injection-moulding process. The method applied by the device for optimising the thermoplastics injection-moulding process results from the incorporation of specific sensors in the tool, the mould (7) (8), the injection-moulding machine and any peripheral device where this might be required. The signals from these sensors as post-processed, making it possible to determine the actual processing conditions during injection-moulding, and to verify whether the actual processing conditions correspond to predetermined processing conditions. If that is not the case, data are supplied to the injection-moulding machine and/or peripheral devices in order to optimise processing conditions without any user intervention. The thermoplastics injection-moulding process is controlled during production on the basis of the results obtained, since these results also allow irregularities in the thermoplastics injection-moulding process to be detected. The method is similar, and the emphasis on data post-processing favours the production management side. The production control man-machine interface (10) is stratified, allowing local or remote operation, production monitoring or device management.

Description

DESCRIÇÃO  DESCRIPTION
"DISPOSITIVO PARA OTIMIZAÇAO E CONTROLO DE PRODUÇÃO DO PROCESSO DE INJEÇÃO DE TERMOPLÁSTICO E RESPECTIVO MÉTODO" "DEVICE FOR OPTIMIZATION AND PRODUCTION CONTROL OF THE THERMOPLASTIC INJECTION PROCESS AND THEIR METHOD"
Descrição geral da invenção General Description of the Invention
O presente invento (1) refere-se a um dispositivo para otimização e controlo de produção do processo de injeção de termoplástico e respectivo método. A metodologia, para a otimização do processo de injeção de termoplástico, proporcionada pelo dispositivo resulta da incorporação de sensores específicos na ferramenta, o molde, na máquina de injeção e nos periféricos onde tal seja necessário. Os sinais destes sensores são pós-processados, permitindo estabelecer as condições actuais de processamento por injeção, verificando se as condições de processamento actuais são as previstas. Caso não o sejam, são fornecidos dados que são incorporados na máquina de injeção e/ou periféricos para otimizar as condições de processamento, sem qualquer intervenção do operador. 0 controlo da produção do processo de. injeção de termoplástico é realizado com base nos resultados obtidos, uma vez que estes também permitem detectar inconformidades no processo de injeção de termoplásticos. A metodologia é similar, sendo que o enfoque do pós-pròcessamento de dados privilegia a vertente de gestão da produção. O interface homem-máquina do controlo de produção está estratificado, permitindo a operação, a supervisão da produção ou a gestão do dispositivo (1) . O controlo da produção do processo de injeção de termoplástico estará disponível sob a forma de portal, o que permite o acesso seguro local e remoto. The present invention (1) relates to a device for optimizing and controlling production of the thermoplastic injection process and method thereof. The methodology for optimizing the thermoplastic injection process provided by the device results from the incorporation of specific sensors into the tool, mold, injection machine and peripherals where required. The signals from these sensors are postprocessed, allowing the current injection processing conditions to be established, checking that the current processing conditions are as expected. If not, data is provided that is incorporated into the injection machine and / or peripherals to optimize processing conditions without any operator intervention. Control of the production of the process. Thermoplastic injection is performed based on the results obtained, as these also allow to detect nonconformities in the thermoplastic injection process. The methodology is similar, and the postprocessing approach focuses on production management. The human machine interface of production control is stratified, allowing operation, production supervision or device management (1). Control of the production of the process of Thermoplastic injection will be available in the form of a portal, which allows safe local and remote access.
Domínio técnico da invenção Technical field of the invention
0 âmbito da presente invenção tem foco na otimização do processo de injeção, nomeadamente, a otimização do processamento e do processo produtivo. The scope of the present invention is focused on injection process optimization, namely, processing and production process optimization.
A otimização do processamento é realizada com base na leitura das quedas de pressão (ΔΡ) nos vários segmentos definidos ao longo do tempo de injeção, ciclo a ciclo, com o objectivo de que esta variável se mantenha constante ao longo do ciclo de injeção, permitindo eliminar a fase de compactação e assim reduzir o tempo de processamento. A manutenção da queda de pressão (ΔΡ) em valores constantes requer ajustes na velocidade de injecção, pelo que é necessário monitorizar a tensão de corte aparente (xapp) , a taxa de corte aparente (yapp) e a viscosidade aparente (napp) do material plástico fundido para manter as condições de fluidez do material ou impedir a sua degradação . Processing optimization is performed based on the reading of pressure drops (ΔΡ) in the various segments defined over the injection time, cycle by cycle, in order to keep this variable constant throughout the injection cycle, allowing eliminate the compaction phase and thus reduce processing time. Maintaining constant pressure drop (ΔΡ) requires adjustments to the injection speed, so it is necessary to monitor the apparent shear stress (xapp), apparent shear rate (yapp) and apparent viscosity (napp) of the material. molten plastic to maintain the flow conditions of the material or to prevent its degradation.
O controlo de produção utiliza os dados da otimização do processamento para identificar eventuais situações de não conformidade. Com base nas ordens de produção, são calculados índices de produtividade e eficiências da célula de produção. Esta componente do dispositivo (1) permite o acesso local de operação e supervisão e o acesso remoto para supervisão e gestão. O acesso remoto pode assumir as configurações de acesso remoto dentro da unidade industrial, através de uma rede local (LAN) ou acesso remoto em qualquer parte do mundo (WAN) . Nesta situação e dependendo do nivel de acesso concedido, um utilizador remoto poderá alterar configurações locais, como elementos da ordem de produção ou parâmetros de injeção. Production control uses processing optimization data to identify possible non-compliance situations. Based on production orders, productivity indices and production cell efficiencies are calculated. This device component (1) allows local access for operation and supervision and remote access for supervision and management. Remote access can assume remote access settings within the industrial unit through a local area network (LAN) or remote access. anywhere in the world (WAN). In this situation and depending on the level of access granted, a remote user may change local settings such as production order elements or injection parameters.
A otimização do processo de injeção de termoplásticos tem sido focada no ajuste iterativo dos parâmetros das máquinas de injeção tendo base o controlo de qualidade das peças produzidas e por recurso ao conhecimento técnico do utilizador e ao histórico dos parâmetros de ajuste. The optimization of the thermoplastic injection process has been focused on the iterative adjustment of the injection machine parameters based on the quality control of the parts produced and using the user's technical knowledge and the history of the adjustment parameters.
Estado da técnica da invenção State of the art of the invention
Em pesquisa ao estado da técnica foram identificados os seguintes documentos de patente como sendo o estado mais próximo da invenção: In the prior art search the following patent documents have been identified as the closest state of the invention:
US 5993704 A - divulga um dispositivo para determinação do momento ótimo para a comutação entre o controlo do processo pela velocidade de injeção para o controlo do processo pela pressão de injeção e difere da presente invenção porque não possui um controlo efetivo de todo o ciclo de processamento, o sistema não está preparado com um perfil de velocidades de injeção de referência para comparação assim como as respectivas tolerâncias para permitir o ajuste da velocidade de injeção segmento por segmento, comparando os desvios obtidos com o perfil de referência e interrompendo o processo produtivo caso o algoritmo não consiga convergir para valores dentro da tolerâncias definidas; EP 1717004 Al - divulga um dispositivo para controlo seletivo da temperatura no molde e difere da presente invenção porque apenas otimiza o processamento na fase de arrefecimento, não atendendo ao histórico anterior de enchimento da cavidade; US 5993704 A discloses a device for determining the optimum time for switching between injection rate process control to injection pressure process control and differs from the present invention in that it does not have effective control of the entire processing cycle. , the system is not prepared with a reference injection speed profile for comparison as well as the respective tolerances to allow the adjustment of the injection speed segment by segment, comparing the deviations obtained with the reference profile and interrupting the production process if the algorithm cannot converge to values within defined tolerances; EP 1717004 A1 discloses a device for selective temperature control in the mold and differs from the present invention in that it only optimizes processing in the cooling phase, not taking into account the previous history of cavity filling;
US 2004247724 Al - divulga um dispositivo de monitorização passiva dos tempos de ciclo e de paragem e difere da presente invenção porque para além das funções de contagem de ciclos, tempos de paragem e tempos de funcionamento, não permite a integração de dados do molde e da máquina de injeção relativos aos eventos operacionais assim como não realiza a monitorização em tempo real e/ou a atuação local ou remota (ligação física ou ligação sem fios) em caso de necessidade;  US 2004247724 A1 discloses a passive cycle and stop time monitoring device and differs from the present invention in that in addition to the cycle count, stop times and run times functions, it does not allow the integration of mold and mold data. injection machine related to operational events as well as not performing real time monitoring and / or local or remote actuation (physical or wireless connection) if necessary;
DE 202005013954 Ul - D4 divulga um dispositivo de monitorização passiva em tempo real através de videovigilância e difere da presente invenção porque apenas permite a visualização das operações e correspondentes parâmetros produtivos, não possuindo qualquer capacidade de intervenção nos parâmetros de processamento da máquina de injecção. 0 dispositivo apresentado em D4 refere a existência de várias câmaras de vídeo, fixas e móveis, que podem ser utilizadas selectivamente por um operador local e não recorre a qualquer tipo de sensores que permitam avaliar o desempenho do processo de injecção enquanto este decorre . DE 202005013954 Ul - D4 discloses a real-time passive video surveillance monitoring device and differs from the present invention in that it only allows the viewing of operations and corresponding production parameters, having no ability to intervene in the injection machine processing parameters. The device shown in D4 refers to the existence of several fixed and mobile camcorders which can be selectively used by a local operator and does not use any type of sensor to assess the performance of the injection process as it proceeds.
Acrescenta-se que a presente invenção: In addition, the present invention:
• requer apenas a ligação ao dispositivo de controlo da máquina de injeção para permitir atuar sobre os parâmetros de processamento, sendo por esse motivo minimamente intrusiva, dado que não implica qualquer intervenção física sobre a cablagem da máquina de injecção (9). Este acesso aos parâmetros da máquina de injeção (9) permite obter instantaneamente valores de volumes doseados (doseamento e almofada) para o controlo do volume de material fundido injetado. Os sensores de pressão (12 e 13) do dispositivo (1) estão colocados na zona moldante (11) do molde (7/8) com o objetivo de calcular a queda de pressão (ΔΡ) . 0 dispositivo (1) incorpora um algoritmo que utiliza os valores de queda de pressão (ΔΡ) medidos para comparar com a curva de queda de pressão otimizada para um molde em particular. Para além disso, o dispositivo (1) inclui sensores de temperatura na cavidade do molde para monitorização e controlo do processo e sensores de carga no plano de junta para determinar forças efetivas de fecho e desequilíbrios na operação de fecho. Inclui ainda sensores de temperatura e caudal para controlo do sistema de arrefecimento e respetivo periférico; • only requires connection to the injection machine control device to allow processing parameters and is therefore minimally intrusive as it does not imply any physical intervention on the injection machine wiring (9). This access to the injection machine parameters (9) allows instantaneous dosing volume values (dosing and pad) to be instantaneously controlled for injected melt volume. The pressure sensors (12 and 13) of the device (1) are placed in the molding zone (11) of the mold (7/8) for the purpose of calculating the pressure drop (ΔΡ). Device (1) incorporates an algorithm that uses the measured pressure drop values (ΔΡ) to compare with the optimized pressure drop curve for a particular mold. In addition, the device (1) includes temperature sensors in the mold cavity for process monitoring and control and joint plane load sensors to determine effective closing forces and imbalances in the closing operation. It also includes temperature and flow sensors to control the cooling system and its peripheral;
incorpora todos os sensores necessários para a optimização do processamento no próprio molde, o que simplifica o processo de mudança de molde, dado que a comunicação entre os sensores e o módulo de processamento se realiza por via sem-fios; It incorporates all the sensors needed to optimize the processing in the mold itself, which simplifies the mold change process as the communication between the sensors and the processing module takes place wirelessly;
para além das funções de contagem de ciclos, tempos de paragem e tempos de funcionamento, permite a integração de dados do molde e da máquina de injeção relativos aos eventos operacionais assim como a monitorização em tempo real e/ou a atuação local ou remota (ligação fisica ou ligação sem fios) em caso de necessidade; In addition to cycle counting, downtime and run time functions, it allows the integration of mold and injection machine data relating to operational events as well as real-time monitoring and / or local actuation or remote (physical or wireless connection) if necessary;
• prevê a utilização de valores constantes de queda de pressão (ΔΡ) na cavidade do molde, com limites superior e inferior, definidos previamente. A manutenção da queda de pressão (ΔΡ) na zona moldante (11) dentro dos limites estabelecidos permite que esta seja constante ao longo do ciclo, garantindo a compactação do material termoplástico e reduzindo o tempo total de ciclo.  • provides for the use of constant pressure drop values (ΔΡ) in the mold cavity, with previously defined upper and lower limits. Maintaining the pressure drop (ΔΡ) in the molding zone (11) within the established limits allows it to be constant throughout the cycle, ensuring thermoplastic material compaction and reducing the total cycle time.
As diferenças entre a presente invenção e o estado da técnica solucionam os problemas técnicos supracitados, encontrados no estado da técnica da presente invenção, vej amos : The differences between the present invention and the state of the art solve the above technical problems encountered in the state of the art of the present invention, as shown:
1. a colocação de ambos os sensores na zona moldante apresenta a vantagem de permitir a aquisição de valores de queda de pressão (ΔΡ) resultantes apenas da geometria da peça plástica, o que resultará num cálculo efectivo da taxa de corte (yapp) , tensão de corte (rapp) e viscosidade aparente (^app) do material que está a ser processado. A solução que compreende um sensor no molde e outro sensor no bico de injecção da máquina, incorre na situação de o cálculo ter de contabilizar as perdas de carga resultantes da distância e dos obstáculos ao enchimento que o material plástico tenha que superar para encher a zona moldante. O presente dispositivo (1), pelo facto de ter ambos os sensores no molde, cumpre o efeito preconizado pela redução ou eliminação de erros nas leituras instantâneas dos sensores realizadas em cada ciclo de injecção; 1. The placement of both sensors in the molding zone has the advantage of allowing the acquisition of pressure drop values (ΔΡ) resulting solely from the geometry of the plastic part, which will result in an effective calculation of the shear rate (yapp), stress. (rapp) and apparent viscosity (^ app) of the material being processed. The solution comprising a sensor in the mold and another sensor in the injection nozzle of the machine incurs the calculation that it has to account for the pressure losses resulting from the distance and filling obstacles that the plastic material has to overcome to fill the zone molding. The present device (1), by having both sensors in the mold, fulfills the effect recommended by reducing or eliminating errors in the instantaneous sensor readings taken at each injection cycle;
outra vantagem de ambos os sensores estarem localizados no molde, é a sua ligação sem fios ao controlador onde são realizados os cálculos reológicos. Desta forma, os sinais de todos os sensores presentes no molde são agrupados no módulo de aquisição (2) acoplado ao molde (7/8) . Esta ligação sem fios permite que o módulo de aquisição (2) transmita por rádio-frequência ao módulo de processamento (3) todos os valores necessários para cálculo, sem qualquer necessidade de uma ligação física. Na operação de montagem de um molde equipado com o presente dispositivo (1), independentemente da quantidade e tipologia dos sensores presentes, o módulo de aquisição (2) possui um módulo de memória interna onde são identificadas todas as características do mesmo. Desta forma, basta ao operador proceder à montagem do molde (7/8) e ao reconhecimento do módulo de aquisição (2) correspondente, não havendo lugar à ligação de sensores e respectivos amplificadores. Estas ligações estão todas pré-realizadas, eliminando dessa forma a possibilidade de erro de ligação. Quando o molde termina a operação, o módulo de aquisição (2) guarda automaticamente o último conjunto de parâmetros de injecção utilizado na memória. 0 operador terá apenas de desligar fisicamente as conexões de refrigeração, extracção ou outras. No que respeita ao presente dispositivo (1) apenas terá de indicar o fim da operação para que a ligação sem fios seja terminada. As vantagens supracitadas resultam no efeito técnico inesperado da invenção de eliminação da fase de compactação, pois o facto da optimização do processo de enchimento da zona moldante depender da manutenção em valores constantes da queda de pressão (ΔΡ) lida entre o sensor a montante (12) e o sensor a jusante (13), torna possível injectar o material plástico na zona moldante (11) com valores de pressão previamente estudados para cada material e adaptados à geometria das peças injetadas que permitem eliminar a fase de compactação, diminuindo assim o tempo de ciclo de injeção. Another advantage of both sensors being located in the mold is their wireless connection to the controller where rheological calculations are performed. In this way, the signals of all sensors present in the mold are grouped in the acquisition module (2) coupled to the mold (7/8). This wireless connection allows the acquisition module (2) to transmit to the processing module (3) all the values required for calculation without any need for a physical connection. In the assembly operation of a mold equipped with the present device (1), regardless of the quantity and typology of the sensors present, the acquisition module (2) has an internal memory module where all its characteristics are identified. Thus, the operator simply assembles the mold (7/8) and recognizes the corresponding acquisition module (2), with no connection to sensors and amplifiers. These connections are all pre-made, thus eliminating the possibility of a connection error. When the mold finishes the operation, the acquisition module (2) automatically stores the last set of injection parameters used in memory. The operator will only have to physically disconnect the cooling, extraction or other connections. For this device (1) you only have to indicate the end of the operation for the wireless connection to be terminated. The above advantages result in the unexpected technical effect of the invention of eliminating the compaction phase, as the fact that optimizing the molding zone filling process depends on maintaining constant pressure drop (ΔΡ) read between the upstream sensor (12). ) and the downstream sensor (13), make it possible to inject the plastic material into the molding zone (11) with pressure values previously studied for each material and adapted to the geometry of the injected parts allowing the compaction phase to be eliminated, thus reducing the time of injection cycle.
Descrição detalhada da invenção Detailed Description of the Invention
Para efeito de uma melhor compreensão da descrição detalhada da invenção introduz-se antecipadamente a definição dos seguintes conceitos: For a better understanding of the detailed description of the invention, the definition of the following concepts is introduced in advance:
Secção equivalente (Se) Equivalent section (If)
Considerando que na generalidade das peças plásticas não apresentam uma secção transversal uniforme e de fácil quantificação, para a presente invenção adoptou-se o conceito de secção equivalente que é determinada com base na relação entre a espessura média da peça a injectar e a largura da fenda (w) a considerar para escoamento. Dependendo da geometria da peça, esta largura pode variar em função da espessura média da peça na zona onde os sensores estão implantados. Tendo em conta as variáveis supracitadas, a secção equivalente é calculada como sendo o produto entre a espessura média da peça e a largura (w) definida. Velocidade média do material fundido Considering that in general the plastic parts do not have a uniform and easily quantified cross section, for the present invention the concept of equivalent section was adopted that is determined based on the relation between the average thickness of the part to be injected and the width of the slot (w) to be considered for flow. Depending on the part geometry, this width may vary depending on the average part thickness in the area where the sensors are implanted. Taking into account the above variables, the equivalent section is calculated as the product between the average piece thickness and the defined width (w). Average speed of cast material
Esta velocidade é definida pelo quociente entre a distância entre os sensores de pressão (12) (13) e o intervalo de tempo (At) definido pelos toques do material nos respectivos sensores de pressão (12) (13) .  This velocity is defined by the ratio of the distance between the pressure sensors (12) (13) and the time interval (At) defined by the material touches on the respective pressure sensors (12) (13).
Caudal (Q) Flow Rate (Q)
Caudal é definido pelo produto da velocidade média definida anteriormente e a secção equivalente (Se) .  Flow rate is defined by the product of the average speed previously defined and the equivalent section (Se).
O presente invento refere-se a um dispositivo (1) para otimização e controlo de produção do processo de injeção de termoplástico e respectivo método. A metodologia para a otimização do processo de injeção de termoplástico, proporcionada pelo dispositivo resulta da incorporação de sensores específicos no molde (7/8), na máquina de injeção (9) e nos periféricos onde tal seja necessário, nomeadamente, sensores de pressão, temperatura e carga, implantados em localizações estratégicas para avaliar as condições de processamento. Esta informação é adquirida pelo módulo de aquisição (2) e processada no módulo de processamento (3) . O módulo (3) comunica bidireccionalmente com o interface homem máquina (10) , permitindo que o operador do equipamento ou um utilizador remoto possa aceder à informação obtida. The present invention relates to a device (1) for optimizing and controlling production of the thermoplastic injection process and method thereof. The methodology for optimizing the thermoplastic injection process provided by the device results from the incorporation of specific sensors in the mold (7/8), the injection machine (9) and peripherals where required, namely pressure sensors, temperature and load, deployed at strategic locations to assess processing conditions. This information is acquired by the acquisition module (2) and processed in the processing module (3). The module (3) communicates bidirectionally with the human machine interface (10), allowing the equipment operator or a remote user to access the information obtained.
Por periféricos entendam-se equipamentos acessórios ao processo de injeção mas fundamentais para o bom desempenho do mesmo. Destaca-se entre vários outros equipamentos como periférico o termoregulador, que tem por função alimentar o molde (7/8) com fluido refrigerante para que se efetuem as trocas de calor necessárias ao arrefecimento das peças plásticas injetadas. O controlo da temperatura do molde pode interagir com a presente invenção (1) ao permitir que haja ajuste das condições de refrigeração, nomeadamente, temperatura e caudal do fluido refrigerante. Como periféricos podemos ter também manipuladores, unidades de vácuo, sistemas de montagem automática entre outros. Peripherals means equipment that is accessory to the injection process but is fundamental to its good performance. Among other peripheral equipment, the thermoregulator stands out, whose function is to supply the mold (7/8) with refrigerant so that the heat exchanges necessary to cool the parts are carried out. injected plastics. Temperature control of the mold may interact with the present invention (1) by allowing adjustment of the refrigeration conditions, namely, temperature and flow rate of the refrigerant. As peripherals we can also have manipulators, vacuum units, automatic assembly systems among others.
Os sinais destes sensores são pós-processados com recurso a modelos matemáticos, permitindo estabelecer as condições actuais de processamento por injeção. Os mesmos modelos matemáticos verificam se as condições de processamento actuais são as previstas. Caso não o sejam, os resultados dos modelos matemáticos fornecem dados que são incorporados na máquina de injeção (9) e/ou periféricos para otimizar as condições de processamento, sem qualquer intervenção do operador . The signals of these sensors are postprocessed using mathematical models, allowing to establish the current conditions of injection processing. The same mathematical models verify that the current processing conditions are as expected. If not, the results of the mathematical models provide data that is incorporated into the injection machine (9) and / or peripherals to optimize processing conditions without any operator intervention.
Os modelos matemáticos utilizados incluem o cálculo da tensão de corte aparente (xapp) , a taxa de corte aparente (yapp) e a viscosidade aparente ^app) . The mathematical models used include the calculation of apparent shear stress (xapp), apparent shear rate (yapp) and apparent viscosity (app).
A tensão de corte aparente (xapp) é dada pela expressão
Figure imgf000012_0001
onde ΔΡ é a queda de pressão medida entre os sensores a montante (12) e a jusante (13), L é a distância entre os centros dos sensores a montante (12) e a jusante (13) e h é a espessura média da parede da peça onde os sensores a montante (12) e a jusante (13) estão localizados. A taxa de corte aparente (yapp) é dada pela expressão
Figure imgf000013_0001
onde Q é o caudal calculado com base na velocidade do material dada pelos picos de pressão obtidos nos sensores a montante (12) e a jusante (13), w é a largura da fenda e h é a espessura média da parede da peça onde os sensores a montante (12) e a jusante (13) estão localizados.
The apparent shear stress (xapp) is given by the expression
Figure imgf000012_0001
where ΔΡ is the pressure drop measured between the upstream (12) and downstream (13) sensors, L is the distance between the centers of the upstream (12) and downstream (13) sensors and h is the average wall thickness where the upstream (12) and downstream (13) sensors are located. The apparent cutoff rate (yapp) is given by the expression
Figure imgf000013_0001
where Q is the flow rate calculated from the material velocity given by the pressure peaks obtained from the upstream (12) and downstream (13) sensors, w is the slot width and h is the average wall thickness of the part where the sensors upstream (12) and downstream (13) are located.
A viscosidade aparente (n,app) é dada pelo quociente entre a tensão de corte aparente (xapp) e a taxa de corte aparente (yapp) . The apparent viscosity (n, app) is given by the ratio of apparent shear stress (xapp) to apparent shear rate (yapp).
Os modelos matemáticos estão incorporados num algoritmo de controlo que tem por finalidade avaliar a evolução dos valores de pressão dentro do molde e compará-los com os valores de referência. Para que o controlo seja mais rigoroso, o algoritmo de- controlo utiliza a divisão do curso de dosagem, em vários segmentos, que permitem definir o perfil de velocidades de injeção em função da. posição atual do fuso na máquina de injeção. Mathematical models are incorporated in a control algorithm that aims to evaluate the evolution of pressure values within the mold and compare them with the reference values. For the sake of more rigorous control, the control algorithm uses the division of the dosing stroke into several segments, which allows the injection speed profile to be defined as a function of. current position of the spindle on the injection machine.
A divisão em segmentos do curso de doseamento permite que sejam impostas variações de velocidade para cada segmento ao longo do novo ciclo de processamento em vez de ser utilizada uma velocidade de injeção constante, ou seja, as alterações apenas terão efeito no próximo ciclo de injecção. 0 objetivo deste algoritmo é manter a queda de pressão (ΔΡ) no molde (7,8) dentro dos valores de referência definidos previamente, ajustando a curva de velocidades de injeção . Segmentation of the dosing stroke allows speed variations to be imposed for each segment throughout the new processing cycle rather than using a constant injection speed, ie changes will only take effect on the next injection cycle. The objective of this algorithm is to maintain the pressure drop (ΔΡ) in the mold (7,8) within the previously defined reference values by adjusting the injection velocity curve.
0 controlo da produção do processo de injeção de termoplástico é realizado com base nos resultados dos mesmos modelos matemáticos, uma vez que os resultados destes também permitem detectar inconformidades no processo de injeção de termoplásticos. A metodologia é similar, sendo que o enfoque do pós-processamento de dados privilegia a vertente de gestão da produção, porque com base nos dados de processamento é possível obter dados indicadores de produtividade como tempos efectivos de produção, taxa de rejeitados, cadências de produção, entre outros . The control of the production of the thermoplastic injection process is based on the results of the same mathematical models, since the results of these also allow to detect nonconformities in the thermoplastic injection process. The methodology is similar, and the data post-processing approach focuses on production management, because based on the processing data it is possible to obtain productivity indicators such as actual production times, reject rate, production rates. , among others .
0 interface homem-máquina do controlo de produção está estratificado em níveis de utilizador, permitindo a operação, a supervisão da produção ou a gestão do dispositivo (1) . 0 controlo da produção do processo de injeção de termoplástico estará disponível sob a forma de portal, o que permite o acesso seguro local e remoto. The human machine interface of production control is stratified into user levels, allowing operation, production supervision or device management (1). Production control of the thermoplastic injection process will be available in the form of a gate, allowing secure local and remote access.
A optimização do processo é conseguida com recurso a sensores de pressão (12) (13) implantados em localizações estratégicas para avaliar as condições de processamento, nomeadamente localizados na zona moldante (11) . Os parâmetros que podem ser calculados ciclo a ciclo com base nestes sensores (12 e 13) são a tensão de corte aparente (xapp) , a taxa de corte aparente (yapp) e a viscosidade aparente ^app) . Outros sensores localizados no molde poderão fornecer dados de temperatura ou de carga, cujos valores poderão despoletar alarmes para o operador caso excedam as tolerâncias definidas. Process optimization is achieved using pressure sensors (12) (13) implanted in strategic locations to evaluate the processing conditions, namely located in the molding zone (11). The parameters that can be calculated cycle by cycle based on these sensors (12 and 13) are apparent shear stress (xapp), apparent shear rate (yapp) and apparent viscosity (app). Other sensors located in the mold may provide temperature or load data, the values of which may trigger alarms for the operator if they exceed the tolerances set.
O sensor de pressão a montante (12) deverá estar localizado junto à entrada de material plástico fundido na cavidade. 0 sensor de pressão a jusante (13) deverá estar localizado numa das últimas zonas a preencher pelo material plástico fundido. Desta forma, o material plástico fundido tocará inicialmente no sensor a montante (12) e só depois tocará no sensor a jusante (13) . The upstream pressure sensor (12) should be located near the inlet of molten plastic material in the cavity. The downstream pressure sensor (13) should be located in one of the last zones to be filled by the molten plastic material. In this way, the molten plastic material will initially touch the upstream sensor (12) and only then touch the downstream sensor (13).
A informação de pressão na cavidade obtida a partir destes sensores (12 e 13) permite o cálculo da queda de pressão (ΔΡ) , assim como o cálculo do intervalo de tempo (At) entre os toques do material fundido nos sensores (12 e 13) . Estes cálculos são conseguidos pela própria definição destas variáveis apresentadas no inicio da descrição da invenção. Cavity pressure information obtained from these sensors (12 and 13) allows the calculation of the pressure drop (ΔΡ) as well as the calculation of the time interval (At) between the melt touches on the sensors (12 and 13). ). These calculations are achieved by the very definition of these variables presented at the beginning of the description of the invention.
A distância (L) entre o sensor a montante (12) e o sensor a jusante (13) é a distância entre ambos os sensores, considerando a orientação do fluxo do material plástico fundido ao preencher a zona moldante (11) . Com a queda de pressão (ΔΡ) e a distância (L) calcula-se a tensão de corte (xapp) do material plástico fundido. Com a secção equivalente (Se) e o intervalo de tempo (At) calcula-se a taxa de corte aparente (yapp) do material plástico fundido. The distance (L) between the upstream sensor (12) and the downstream sensor (13) is the distance between both sensors, considering the flow orientation of the molten plastic material when filling the molding zone (11). With the pressure drop (ΔΡ) and the distance (L) the shear stress (xapp) of the molten plastic material is calculated. With the equivalent section (Se) and time interval (At) the apparent shear rate (yapp) of the molten plastic material is calculated.
I  I
Clarifica-se que pela expressão: v =— , é calculada a  It is clarified that by the expression: v = -, the
At  At
velocidade média (v) / pela expressão: Se=wxh, é calculada a secção equivalente (Se) ; finalmente, o caudal (Q) é dado pela expressão: Q = v x Se . average velocity (v) / by the expression: If = wxh, is calculated the equivalent section (If); finally, the flow rate (Q) is given by the expression: Q = vx Se.
Estes cálculos podem ser realizados ciclo a ciclo, permitindo ainda o cálculo da viscosidade aparente ^ap ) , pelo quociente entre a tensão de corte (xapp) e a a taxa de corte aparente (yapp) . These calculations can be performed cycle by cycle, further allowing the calculation of apparent viscosity (ap) by the ratio of shear stress (xapp) to apparent shear rate (yapp).
A queda de pressão (ΔΡ) , para além de ser a variável de entrada no cálculo da tensão de corte (xapp) , é utilizada também como variável de controlo para a pressão interna na zona moldante (11) . Este controlo depende do perfil de velocidade de injecção imposto pelo que a fase de injecção pode sofrer algum incremento de tempo. No entanto, o enchimento da zona moldante (11) a pressão constante permite eliminar a fase de compactação subsequente e, consequentemente, diminuir o tempo de injecção e aumentando a produtividade do processo de injecção propriamente dito. The pressure drop (ΔΡ), in addition to being the input variable in the shear stress calculation (xapp), is also used as a control variable for the internal pressure in the molding zone (11). This control depends on the injection speed profile imposed so that the injection phase may undergo some time increment. However, filling the molding zone (11) at constant pressure allows the subsequent compaction phase to be eliminated and thus to reduce the injection time and increase the productivity of the injection process itself.
No que se refere aos tempos de preparação, há incrementos de produtividade significativos resultantes da ligação sem fios entre o módulo de aquisição (2) acoplado ao molde (7/8) e o módulo de processamento (3) . O presente invento (1) virá pré-ligado, eliminando erros de ligação e tempos dispendidos na sua montagem e desmontagem. Regarding set-up times, there are significant productivity increases resulting from the wireless connection between the mold-coupled acquisition module (2) (7/8) and the processing module (3). The present invention (1) will come pre-wired, eliminating connection errors and time spent assembling and disassembling.
Acrescenta-se que o processo de controlo do dispositivo (1) pode ser descrito de acordo com as seguintes etapas: In addition, the device control process (1) can be described according to the following steps:
1) Verificação inicial da inexistência de eventos de alarme por parte da máquina de injeção conjugado com o sinal de arranque do dispositivo dado inicialmente pelo operador do dispositivo ou dado automaticamente após cada ciclo quando já em funcionamento; 1) Initial verification of the absence of alarm events by the injection machine in conjunction with the device start signal initially given by device operator or given automatically after each cycle when already in operation;
É iniciado o primeiro segmento do perfil de velocidades de injeção. 0 primeiro segmento varia entre a posição 1 e a posição 2 do fuso e só quando é atingida a posição 2 é que o cálculo é feito;  The first segment of the injection speed profile starts. The first segment varies between position 1 and position 2 of the spindle and only when position 2 is reached is the calculation made;
É calculado o desvio do valor da queda de pressão (ΔΡ) para o primeiro segmento relativamente à curva de referência (figura 6) ;  The deviation of the pressure drop value (ΔΡ) for the first segment from the reference curve is calculated (Figure 6);
É determinado: It is determined:
a. o sentido do desvio, ou seja se é negativo ou positivo relativamente à curva de referência, para que se possa determinar o sentido do incremento a realizar à velocidade de injecção no ciclo seguinte;  The. the direction of deviation, ie whether it is negative or positive with respect to the reference curve, so that the direction of the increment to be made at the injection speed in the next cycle can be determined
b. se a queda de pressão está entre a tolerância inferior e superior:  B. If pressure drop is between lower and upper tolerance:
i. caso esteja fora das tolerância inferior e superior, é calculado o incremento a realizar à velocidade de injeção neste segmento;  i. if outside the upper and lower tolerances, the increment to be made at the injection speed in this segment is calculated;
ii. caso esteja dentro das tolerâncias inferior e superior não há qualquer tipo de alteração;  ii. if it is within the lower and upper tolerances there is no change of any kind;
de seguida é analisada a taxa de corte aparente (yapp) do material que está a ser injetado para evitar que se exceda o valor máximo admissível, definido pelo utilizador previamente, para a taxa de corte do material que está a ser injetado; then the apparent shear rate (yapp) of the material being injected is analyzed to prevent the user-defined maximum allowable cut-off value being exceeded for the shear rate of the material being injected;
Recalculado o novo valor para a velocidade de injeção, tendo em conta a etapa 4. b)i., para o segmento, este valor é guardado e utilizado para definição da curva de velocidade de injeção a utilizar no ciclo seguinteRecalculated the new value for the injection speed, taking into account step 4. b) i., For the segment, this This value is saved and used for setting the injection speed curve to be used in the next cycle.
7) O conjunto das etapas 3) a 6) é repetido para todos os segmentos do perfil de velocidades de injeção, ao fim dos quais é possivel construir uma tabela com as velocidades de injeção recalculadas para cada segmento para o seguinte ciclo de injecção; 7) The set of steps 3) to 6) is repeated for all segments of the injection speed profile, after which it is possible to construct a table with the recalculated injection speeds for each segment for the following injection cycle;
8) No final do ciclo são calculadas as variáveis de controlo para o ciclo seguinte, nomeadamente, queda de pressão (ΔΡ) , intervalo de tempo (At) , caudal (Q) e taxa de corte aparente (yapp) .  8) At the end of the cycle the control variables for the next cycle are calculated, namely pressure drop (ΔΡ), time interval (At), flow rate (Q) and apparent cutoff rate (yapp).
Acrescenta-se que preferencialmente, o dispositivo (1) pode incluir uma câmara de vídeo que permita ao utilizador remoto do mesmo, visionar o funcionamento da máquina de injeção (9). Esta câmara transmite o seu sinal de forma unidirecional pela comunicação sem fios bidirecional (5) , permitindo que o utilizador remoto se encontre na unidade industrial ou em qualquer parte do mundo. In addition, the device (1) may preferably include a camcorder enabling the remote user to view the operation of the injection machine (9). This camera transmits its signal unidirectionally via two-way wireless communication (5), allowing the remote user to be in the industrial unit or anywhere in the world.
Descrição das figuras Description of the figures
Figura 1 - Representação esquemática do invento (1) , acoplado a uma máquina de injecção (9), compreendendo o módulo de aquisição (2) acoplado ao molde (7/8) estabelecendo comunicação sem fios unidireccional (4) para o módulo de processamento (3) . O módulo de processamento (3) , por sua vez, estabelece comunicação sem fios bidireccional (5) com um terminal (6) local ou remoto, via Internet . Figura 2 - Representação esquemática e simplificada da Figura 1, onde se representa, o invento (1), mas onde se omite a máquina de injecção (9) para melhor interpretação do funcionamento do dispositivo (1) . Figure 1 - Schematic representation of the invention (1) coupled to an injection machine (9) comprising the acquisition module (2) coupled to the mold (7/8) establishing unidirectional wireless communication (4) to the processing module (3). The processing module (3) in turn establishes two-way wireless communication (5) with a local or remote terminal (6) via the Internet. Figure 2 - Schematic and simplified representation of Figure 1, where the invention (1) is represented, but where the injection machine (9) is omitted for a better interpretation of the operation of the device (1).
Figura 3 - Representação esquemática e detalhada da montagem dos sensores a montante (12) e a jusante (13) na zona moldante (11) e. da sua ligação física ao módulo de aquisição (2). O módulo de aquisição (2) possui uma antena emissora para a realização da comunicação sem fios unidireccional (4). Figure 3 - Schematic and detailed representation of the mounting of upstream (12) and downstream (13) sensors in the molding zone (11) e . physical connection to the acquisition module (2). The acquisition module (2) has a transmitting antenna for performing unidirectional wireless communication (4).
Figura 4 - Representação esquemática do molde aberto com o módulo de aquisição (2) montado sobre o lado da injecção do molde (7) . Esta localização deve-se ao facto de o lado da injecção possuir tipicamente menos elementos móveis, havendo por esse motivo menor risco de danificar os sensores. Contudo, a localização do módulo de aquisição (2) poderá ser montado no lado da extracção do molde (8) caso a quantidade de sensores o justifique. Figure 4 - Schematic representation of the open mold with the acquisition module (2) mounted on the injection side of the mold (7). This location is due to the fact that the injection side typically has fewer moving elements, therefore there is less risk of damage to the sensors. However, the location of the acquisition module (2) may be mounted on the extraction side of the mold (8) if the number of sensors warrants it.
Figura 5 - Representação esquemática da zona moldante (11), visível com o molde fechado. Conforme é representado, o módulo de aquisição (2) deverá estar localizado na face do topo do molde . Figure 5 - Schematic representation of the molding zone (11) visible with the mold closed. As shown, the acquisition module (2) should be located on the top face of the mold.
Figura 6 - Representação esquemática do perfil pretendido para a queda de pressão na zona moldante (11), ilustrando o perfil de referência para a queda de pressão, as tolerâncias superior e inferior e a curva de queda de pressão real obtida pela aquisição de valores de pressão pelos sensores a montante (12) e a jusante (13) . A curva de referência para a queda de pressão (ΔΡ referência) é determinada com base em valores oriundos de simulações numéricas, de acordo com a geometria da peça. A curva de referência é baseada na informação obtida pela simulação numérica do processo de enchimento da cavidade, onde são previstas as localizações na cavidade dos sensores a montante e jusante. Com a identificação destas localizações na simulação numérica, é possível obter estimativas realistas para os valores de pressão nestes locais e assim, avaliar antecipadamente o comportamento do fluxo de material plástico dentro da cavidade. A aproximação inicial por simulação numérica permite ainda determinar qual o segmento a partir do qual a queda de pressão (ΔΡ) estabiliza. Uma vez estabelecida a tendência da queda de pressão (ΔΡ) , será possível garantir o fluxo de material plástico durante os segmentos seguintes com velocidades de injecção calculadas pelo invento (1) . A solidificação continuada da peça tornará irrelevante a necessidade de controlar o último segmento. A cavidade está totalmente preenchida com material plástico, a percentagem de volume solidificado da peça é bastante elevada, pelo que o controlo da queda de pressão (ΔΡ) neste segmento se revela pouco efectiva, constituindo este segmento num decréscimo abrupto da queda de pressão (ΔΡ) . Para que o processo não seja interrompido logo após o não cumprimento da curva de referência, é definida previamente uma tolerância por parte do utilizador que resulta nas tolerâncias superior e inferior. 0 processo prosseguirá sem qualquer incremento à velocidade de injecção, sempre que os pontos da curva real da queda de pressão (ΔΡ real (adquirido)) estejam simultaneamente acima da tolerância inferior e abaixo da tolerância superior (etapa 4.b)ii. na descrição) . A manutenção da queda de pressão entre a tolerância inferior e tolerância superior nos dois a três últimos segmentos da curva real da queda de pressão (ΔΡ real (adquirido) ) , tal como é preconizado nesta figura, permite que a peça esteja compactada logo após o final da fase de injeção, permitindo assim eliminar a fase de compactação. A compactação da peça é assim assegurada ainda durante o enchimento da cavidade, ou seja, durante a fase de injecção. A utilização da velocidade de injecção como forma de controlar a pressão dentro da cavidade, resulta no enchimento rápido da cavidade, permitindo que, apesar de a peça já possuir a sua superfície solidificada, o núcleo continue fluido, admitindo a continuação do fluxo de material que só será terminado à medida que o núcleo for solifiçando. A estabilização da queda de pressão (ΔΡ) dá a indicação ao dispositivo (1) que continua a haver um fluxo de material estabelecido, permitindo-lhe ajustar a velocidade de injecção, segmento a segmento, por forma a manter a queda de pressão constante até que a peça solidifique totalmente. Aproveita-se a descrição da presente figura para exemplificar o efeito técnico inesperado que a invenção apresenta relativamente ao estado da técnica da mesma. O gráfico pode dividir-se em três áreas, o crescimento dos valores de pressão nos sensores a montante (12) e a jusante (13), que se verifica nos segmentos 1 a 4; a estabilização dos valores de pressão nos sensores (12, 13) e que se traduz numa queda de pressão (ΔΡ) estável durante os segmentos 5, 6 e 7; o final da injecção representado no oitavo segmento, onde os valores de pressão decrescem rapidamente, traduzindo-se num decréscimo igualmente abrupto da queda de pressão (ΔΡ) . De facto a apresentação de uma forma preferencial da invenção pode ser preconizada com este exemplo. Figure 6 - Schematic representation of the desired profile for the pressure drop in the molding zone (11), illustrating the reference profile for the pressure drop, the upper and lower tolerances, and the actual pressure drop curve obtained by the acquisition of pressure values. pressure by the upstream (12) and downstream (13) sensors. The curve of The reference for the pressure drop (ΔΡ reference) is determined based on values derived from numerical simulations, according to the part geometry. The reference curve is based on information obtained by numerical simulation of the cavity filling process, where predicted upstream and downstream sensor cavity locations are predicted. By identifying these locations in the numerical simulation, it is possible to obtain realistic estimates of the pressure values at these locations and thus to evaluate in advance the behavior of the flow of plastic material within the cavity. The initial approximation by numerical simulation also allows to determine which segment from which the pressure drop (ΔΡ) stabilizes. Once the pressure drop trend (ΔΡ) is established, it will be possible to guarantee the flow of plastic material over the following segments at injection speeds calculated by the invention (1). Continued solidification of the part will make irrelevant the need to control the last segment. The cavity is completely filled with plastic material, the percentage of solidified volume of the part is quite high, so the pressure drop control (ΔΡ) in this segment is ineffective, making this segment an abrupt decrease in pressure drop (ΔΡ). ). To ensure that the process is not interrupted shortly after the reference curve is not met, a user tolerance is set in advance which results in the upper and lower tolerances. The process will proceed without any increase in injection speed where the points of the actual pressure drop curve (actual ΔΡ (acquired)) are both above the lower tolerance and below the upper tolerance (step 4.b) ii. in the description) . THE Maintaining the pressure drop between the lower tolerance and the upper tolerance in the last two to three segments of the actual pressure drop curve (actual Δ ((acquired)), as recommended in this figure, allows the part to be compacted shortly after the end. injection phase, thus eliminating the compaction phase. The compaction of the part is thus ensured even during filling of the cavity, ie during the injection phase. The use of the injection speed as a means of controlling the pressure within the cavity results in the cavity being rapidly filled, allowing the core to remain fluid though the workpiece already remains fluid, allowing for the continued flow of material will only be terminated as the core solidifies. Pressure drop stabilization (ΔΡ) gives the device (1) indication that there is still an established flow of material, allowing it to adjust the injection speed, segment by segment, to keep the pressure drop constant until that the part completely solidifies. The description of this figure is used to exemplify the unexpected technical effect that the invention has on the state of the art thereof. The graph can be divided into three areas, the growth of pressure values in upstream (12) and downstream (13) sensors, which is seen in segments 1 to 4; the stabilization of the pressure values in the sensors (12, 13) which translates into a stable pressure drop (ΔΡ) during segments 5, 6 and 7; the end of the injection represented in the eighth segment, where pressure values fall rapidly, resulting in an equally abrupt decrease in pressure drop (ΔΡ). In fact the presentation Preferably the invention can be advocated with this example.
Figura 7 - Representação esquemática do processo de injecção convencional onde se podem incluir as fases de fecho do molde, injecção, compactação, arrefecimento e plasticização, abertura do molde, extracção e pausa. Figure 7 - Schematic representation of the conventional injection process which may include the mold closure, injection, compaction, cooling and plasticization, mold opening, extraction and pause phases.
Figura 8 - Representação esquemática do processo de injecção realizado com a invenção, onde a fase de compactação pode ser retirada do processo, diminuindo o tempo total do ciclo de injecção e assim incrementando a produtividade do processo. Figure 8 - Schematic representation of the injection process carried out with the invention, where the compaction phase can be removed from the process, decreasing the total injection cycle time and thus increasing the process productivity.
Figura 9 - Representação esquemática da disposição dos sensores a montante (12) e a jusante (13) na caixa de CD. Conforme é ilustrado, os sensores (12,13) estão localizados em faces diferentes, havendo a necessidade de contabilizar a queda de pressão decorrente da mudança de secção. Da mesma forma, a distância (L) entre os sensores (12, 13) tem que considerar o percurso adicional que o material plástico terá de percorrer. Figure 9 - Schematic representation of the arrangement of upstream (12) and downstream (13) sensors in the CD case. As illustrated, the sensors 12,13 are located on different faces, and there is a need to account for the pressure drop due to section change. Similarly, the distance (L) between the sensors (12, 13) must take into account the additional path that the plastic material will have to travel.
Figura 10 - Representação gráfica dos valores de pressão obtidos na injecção da caixa de CD para uma configuração de 10 segmentos com a duração de 1 segundo para cada segmento. 0 gráfico da figura representa os valores medidos pelo sensor a montante (12) e pelo sensor a jusante (13) com uma frequência de aquisição que pode variar entre 50 a 200Hz e processados em tempo real pelo invento (1) . Tal como é preconizado antes, a queda de pressão (ΔΡ) cresce tendencialmente durante os segmentos 1 a 4, estabilizando durante os segmentos 5 a 9 e tendendo para zero no segmento 10, onde a cavidade já se encontra e a peça compactada. Figure 10 - Graphical representation of pressure values obtained from CD case injection for a 10-segment configuration lasting 1 second for each segment. The graph in the figure represents the values measured by the upstream sensor (12) and the downstream sensor (13) with an acquisition frequency ranging from 50 to 200Hz and processed in real time by the invention (1). As recommended above, the pressure drop (ΔΡ) increases tendentially during segments 1 to 4, stabilizing during segments 5 to 9 and tending to zero in segment 10, where the cavity is already and the part compacted.
Modo preferencial de realização da invenção Preferred embodiment of the invention
A presente invenção foi aplicada no caso de uma caixa de CD, onde os sensores a montante (12) e a jusante (13) foram localizados ambos na cavidade, mas em zonas geometricamente diferentes da peça. Neste caso, a distância entre os sensores (12,13) não corresponde à distância entre os eixos dos sensores (L) , tendo a distância efetiva (L' ) que ser calculada através do percurso do material sobre o plano médio da parede da peça onde os sensores estão localizados. A localização dos sensores (12,13) deverá ser selecionada para que fiquem orientados de acordo com o fluxo de material plástico. Neste caso, o sensor a montante (12) fica localizado junto à entrada de material na peça e o sensor a jusante (13) fica localizado no alinhamento entre o ponto de injecção e o sensor a montante (12) . 0 facto de os sensores (12,13) não se encontrarem localizados na mesma face introduz uma queda de pressão adicional que deverá ser contabilizada, mas que não afecta o desempenho do invento (1) . A distância entre os sensores (12, 13) foi neste caso de 42,78mm, considerando a transição da face onde se encontra o sensor a montante (12) para a outra face onde se encontra o sensor a jusante (13) . The present invention has been applied in the case of a CD case, where the upstream (12) and downstream (13) sensors were both located in the cavity but in geometrically different areas of the part. In this case, the distance between the sensors (12,13) does not correspond to the distance between the axes of the sensors (L), and the effective distance (L ') to be calculated by the material travel over the average plane of the workpiece wall. where the sensors are located. The location of the sensors (12,13) should be selected so that they are oriented according to the flow of plastic material. In this case, the upstream sensor (12) is located near the material inlet in the part and the downstream sensor (13) is located in alignment between the injection point and the upstream sensor (12). The fact that the sensors (12,13) are not located on the same face introduces an additional pressure drop that should be accounted for but does not affect the performance of the invention (1). The distance between the sensors (12, 13) was in this case 42.78mm, considering the transition from the face where the upstream sensor (12) is to the other face where the downstream sensor (13) is located.
Foi realizada uma simulação numérica para o enchimento para esta peça onde foram criados nós na malha de simulação de onde pudessem ser retirados valores de pressão e temperatura. Com base nesta informação, foi obtido um perfil de velocidades de injecção com 10 segmentos, que numericamente, resultava numa queda de pressão que se verificava como sendo aproximadamente constante a partir do quinto segmento. Esta aproximação permite que possam ser utilizados o sexto, sétimo, oitavo e nono segmentos, para controlo da queda de pressão (ΔΡ) , admitindo que no décimo segmento o material plástico já terá mais de 50% do seu volume sodificado, não se pretende controlar a queda de pressão (ΔΡ) neste segmento. A máquina de injecção foi configurada para 10 segmentos, para permitir a introdução do perfil de velocidades de injeção obtido. A numerical simulation was performed for the filling for this part where nodes were created in the simulation mesh of where pressure and temperature values could be taken. Based on this information, a 10-segment injection speed profile was obtained, which numerically resulted in a pressure drop that was found to be approximately constant from the fifth segment. This approach allows the sixth, seventh, eighth and ninth segments to be used to control pressure drop (ΔΡ), assuming that in the tenth segment the plastic material will already have more than 50% of its sodified volume, it is not intended to control the pressure drop (ΔΡ) in this segment. The injection machine has been configured for 10 segments to allow the introduction of the obtained injection speed profile.
O processo é iniciado com a injeção da peça. Os sensores (12,13) transmitem os valores de pressão lidos para o módulo de aquisição (2) que, por sua vez, os transmite ao módulo de processamento (3) . É neste módulo (3) que a queda de pressão (ΔΡ) é monitorizada, segmento a segmento e sempre que se verifiquem desvios, essas informações são guardadas e introduzidas no interface homem máquina da máquina de injecção (10) sob a forma de acréscimos ou decréscimos da velocidade de injecção nos segmentos onde ocorreram os desvios detectados para o ciclo seguinte de injecção. Este processo de correcção da velocidade de injecção será repetido sempre que ocorram quedas de pressão que fiquem fora das tolerâncias impostas. The process begins with the injection of the part. The sensors (12,13) transmit the pressure values read to the acquisition module (2), which in turn transmits them to the processing module (3). It is in this module (3) that the pressure drop (ΔΡ) is monitored, segment by segment, and whenever deviations occur, this information is stored and entered in the human machine interface of the injection machine (10) in the form of increments or decreases in injection rate in segments where the detected deviations occurred for the next injection cycle. This injection speed correction process will be repeated whenever pressure drops occur outside the imposed tolerances.

Claims

REIVINDICAÇÕES
Dispositivo (1) para otimização e controlo de produção do processo de injeção de termoplástico caracterizado por apresentar na sua constituição: Device (1) for the optimization and production control of the thermoplastic injection process characterized by its constitution:
a. sensores no próprio molde (7) (8), na máquina de injeção (9) e nos periféricos, entre os quais: i. sensores de pressão (12) (13) colocados na zona moldante (11) do molde (7) (8), em que o sensor de pressão a montante (12) deverá estar localizado junto à entrada de material plástico fundido na cavidade e o sensor de pressão a jusante (13) deverá estar localizado numa das últimas zonas a preencher pelo material plástico fundido; ii. sensores de temperatura na cavidade do molde;  The. sensors in the mold itself (7) (8), the injection machine (9) and peripherals, including: i. pressure sensors (12) (13) located in the molding zone (11) of the mold (7) (8), wherein the upstream pressure sensor (12) should be located near the inlet of molten plastic material in the cavity and the downstream pressure sensor (13) shall be located in one of the last zones to be filled by the molten plastic material; ii. temperature sensors in the mold cavity;
iii. sensores de temperatura e caudal;  iii. temperature and flow sensors;
b. módulo de aquisição de dados (2) que possui um módulo de memória interna;  B. data acquisition module (2) having an internal memory module;
c . ligação sem fios entre o módulo de aquisição (2) acoplado ao molde (7/8) e o módulo de processamento (3) .  ç . wireless connection between the acquisition module (2) coupled to the mold (7/8) and the processing module (3).
2. Dispositivo de acordo com a . reivindicação 1, caracterizado por incluir uma câmara de vídeo que transmite o seu sinal de forma unidirecional pela comunicação sem fios bidirecional (5) . 2. Device according to a. claim 1, characterized in that it includes a camcorder which transmits its signal unidirectionally by bidirectional wireless communication (5).
3. Método de controlo do dispositivo (1) conforme reivindicação 1, caracterizado pelas seguintes etapas: a) verificação inicial da inexistência de eventos de alarme por parte da máquina de injeção conjugado com o sinal de arranque do dispositivo dado inicialmente pelo operador do dispositivo ou dado automaticamente após cada ciclo quando já em funcionamento; Device control method (1) according to claim 1, characterized by the following steps: a) initial verification of the absence of alarm events by the conjugate injection machine with the device start signal initially given by the device operator or automatically given after each cycle when already in operation;
b) iniciação do primeiro segmento do perfil de velocidades de injecção; b) initiation of the first segment of the injection speed profile;
c) cálculo do desvio do valor da queda de pressão (ΔΡ) , pela aquisição de valores de pressão pelos sensores a montante (12) e a jusante (13) , para o primeiro segmento relativamente à curva de referência, com base em valores oriundos de simulações numéricas; c) calculation of the deviation of the pressure drop value (ΔΡ) by the acquisition of pressure values by the upstream (12) and downstream (13) sensors for the first segment from the reference curve based on values derived from of numerical simulations;
d) determinação: d) determination:
i. do sentido do desvio e do sentido do incremento a realizar à velocidade de injecção no ciclo seguinte;  i. the direction of deviation and the direction of increment to be made at the injection speed in the next cycle;
ii. se a queda de pressão está entre a tolerância inferior e superior:  ii. If pressure drop is between lower and upper tolerance:
a. caso esteja fora das tolerância inferior e superior, é calculado o incremento a realizar à velocidade de injeção neste segmento;  The. if outside the upper and lower tolerances, the increment to be made at the injection speed in this segment is calculated;
b. caso esteja dentro das tolerâncias inferior e superior não há qualquer tipo de alteração;  B. if it is within the lower and upper tolerances there is no change of any kind;
e) análise da taxa de corte aparente (yapp) do material que está a ser injectado, para que seja inferior ao valor máximo admissível, definido pelo utilizador previamente; e) analysis of the apparent shear rate (yapp) of the material being injected so that it is less than the maximum allowable value previously defined by the user;
f) cálculo do novo valor para a velocidade de injeção, tendo em conta a etapa e)i., para o segmento; este valor é guardado para definição da curva de velocidade de injeção a utilizar no ciclo seguinte; g) repetição das das etapas c) a g) para todos os segmentos do perfil de velocidades de injeção; f) calculating the new value for the injection speed, taking into account step e) i., for the segment; This value is saved for setting the injection speed curve to be used for the next cycle. g) repeating steps c) to g) for all segments of the injection speed profile;
h) cálculo da queda de pressão (ΔΡ) , intervalo de tempo (At) , caudal (Q) e taxa de corte aparente (yapp) , para o ciclo seguinte. h) calculation of pressure drop (ΔΡ), time interval (At), flow rate (Q) and apparent cut-off rate (yapp) for the next cycle.
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