传感器和电子元件
获取 – 测量 – 控制
测量系统的各个部件都是决定系统性能和技术可能性的重要构成要素。正是细微的差别,能够简化系统的处理过程、显著增加功能。尤其在数字时代,只有传感器和下游的电子元件也具备一定的智能化程度时,才能实现自动化。甚至这些并不需要人工。
PRIAMUS传感器的理念
一般来说,传感器以最简单的方式记录最重要的工艺参数,并将其发送给系统进行评估,可以说是“即插即测”。不过,传感器并不全是一样的,根据工艺和技术要求,必须满足一定的基本条件。这也正是PRIAMUS传感器如此独特的原因。其设计、反应速度和连接技术,都针对注塑工艺经过优化。
我们利用颜色
利用我们的产品,您可以问心无愧地做出选择红色或黑色部件 – 最终达到目的!
为了避免混淆型腔压力和型腔温度传感器,我们采用统一的颜色概念:红色表示型腔温度传感器,黑色表示型腔压力传感器。这种颜色分配方式适用于相关传感器所有连接和延长电缆的插头。
除了这种颜色区分方式以外,我们的插头还采用了不同的接口和直径,以避免混淆。
紧凑型传感器
安装条件严苛?对这个传感器来说没有问题!
PRIAMUS的紧凑型传感器可用于测量型腔压力和型腔温度。正如名称所述,这些都是“紧凑型”传感器。硬质传感器外壳沿轴向安装在多型腔模的型腔镶块上,不需要连接电缆。然后通过一个快速拆卸插座传输测量信号。传感器外壳的长度可以变化,安装条件不太严苛时可以增加长度…
紧凑型传感器便于操作,维护费用低。可用于各类型腔以及严苛的安装条件。
另一个优点是便于清理:盖上防护盖后,就可以放入超声波槽。
灵活快速拆卸插座
灵活快速拆卸插座可用于测量型腔压力和型腔温度。凭借简单的插入式连接方式,传感器处于模具内部时,就可以很容易完成灵活快速拆卸插座的安装和拆卸。这也降低了型腔的生产和维护难度。
与紧凑型传感器相比,我们的灵活快速拆卸插座都配备一条连接电缆,正如名称所述,这条连接电缆也是“灵活的”。利用灵活连接电缆,可以在不同位置设置传感器和快速拆卸插座。与安装在模板的传感器相比,可以更加灵活地选择传感器的位置。模仁的尺寸不再重要。
浮动式快速拆卸插座和紧凑型传感器
时代在变化 – 模仁的安装容差也一样!
模仁通常采用浮动方式安装,便于更换问题镶块时的标准化。这也就是说,不再是精确地装在模板,而是有较大的容差。这种就称为“浮动式模具镶块”。
针对这种安装情况,我们研发了一套新的快速拆卸插座系统,可以自动补偿模仁的侧向位移。在安装过程中两个快速拆卸插头自动“找到”彼此就可以实现,但如果是刚性分离的概念就不可避免地会导致碰撞。
浮动式快速拆卸插座就可以简化模仁的更换,因为模具工程师的质量标准比较低。这也是注塑部件标准化的前提,尤其在全球环境下。
浮动式快速拆卸插座同时适用于型腔压力和型腔温度传感器。
可加工和硬化传感器前端
硬化传感器前端坚固耐用!我们的传感器可以配备硬化或可加工传感器前端。但哪一种最为适合?
可加工传感器前端
所有PRIAMUS®型腔压力传感器和部分型腔温度传感器,都采用可加工传感器前端,进而适应型腔轮廓。这些适用于加工大部分标准塑料,但比高耐磨塑料更快磨损。
硬化传感器前端
针对腐蚀性和耐磨塑料,如陶瓷熔体或填料含量高的熔体,配备硬化传感器前端的传感器是首选。硬化传感器前端的耐磨性强,可以大大延长传感器的使用寿命。
图中显示的是耐磨塑料使用2,000,000个循环后传感器前端的情况:相比硬化传感器前端014,可加工传感器前端015已经严重磨损。
PRIAFIT®装配衬套
压力和温度传感器在模具中的安装需要学习吗?不需要,利用我们的PRIAFIT®装配衬套,不需要学习。
相比装配螺母或隔离套筒的传统安装用品,PRIAFIT®装配衬套具备下列优点:
- 安装过程中,装配衬套的长度有一定的容差范围。这样可以简化模具工程师的要求。
- 利用PRIAFIT®装配衬套,孔眼深处的接套螺纹已经过时了。
传感器安装过程简化,花费时间更少,最终,也是从客户角度来看,费用更加低廉。
型腔压力传感器
利用PRIAMUS型腔压力传感器,生产过程中就可以注塑部件的特性并根据需要调节。
型腔压力传感器都是主动传感器,也就是说,外壳内不会安装电源和电线。这样就可以大幅降低传感器的重量。这些传感器虽然尺寸和重量都很小,但利用适当的技术就可以承受注塑模具内的高温。
PRIAMUS型腔压力传感器配备可分离的连接电缆,很容易更换。除了斜接头以外,部分传感器配备硬化或可加工传感器前端。大部分传感器都配备PRIASED®灵敏度侦测系统或PRIASAFE™保护外壳技术。
PRIASED®自动灵敏度侦测
即插即测 – PRIASED®使型腔压力传感器的使用如此简单。
PRIASED®是一套型腔压力传感器的自动灵敏度侦测系统。传感器灵敏度的测量数据保存在一个硬件代码上,这个代码永久安装在传感器外壳内。
PRIASED®具备以下优点:
- 即插即测
自动分配正确设置:用户不需要担心传感器的灵敏度数值是否正确。
- 减少错误
由于自动分配,不会混淆。
- 坚固、耐高温
硬件代码可承受高温。
最近几年,在工艺监视和闭环工艺控制领域,自动灵敏度侦测的概念已经受到广泛认可。“IoT”(物联网)环境下的自动化,从目前人工设置的观点来看简直不可思议。
PRIASAFE™安全安装传感器及保护外壳技术
即使最好的传感器还是会用错!
型腔压力传感器是提供准确结果的高灵敏度测量仪器。传感器的灵敏部件必须能在孔眼中自由停留,而且不应触碰孔壁。如果发生这种情况,传感器的灵敏度就会因所谓的“力分流”而下降,因而测量结果也不准确。
PRIASAFE™的概念是用保护外壳包覆传感器。这样可以保护传感器不会因错误安装产生的负面力效应而受到影响,进而确保测量结果的准确性。
斜接头
斜接头 – 简单有效!
安装条件严苛?空间狭小时用我们的斜接头可以节省空间。
安装条件严苛时需要使用小型传感器。但通常并不是传感器的尺寸导致模具工程问题,而是在哪里布置连接电缆的问题。
我们的答案:斜接头!
我们的许多型腔压力传感器都可以配备斜接头,从而可以让连接电缆侧向向外。改造传感器?不需要,因为连接电缆可以与传感器分离,从而随时更换。
型腔温度传感器
除了型腔压力以外,型腔温度对工艺监视、开环和闭环工艺控制也起着重要作用。
PRIAMUS型腔温度传感器的反应速度非常快。我们的传感器是经过特别优化的N型热电偶(NiCrSi-NiSi)。相比其他热电偶,选用这种热电偶组合不会出现任何腐蚀现象,而且也不会因不可逆转的温度变化而受到影响。
和型腔压力传感器一样,我们的型腔温度传感器也最好采用有安全接地和接头的信号线。为了避免接地问题产生的信号噪音等干扰,原则上我们不采用电缆开口端。
动态温度测量
温度在注塑工艺中起着决定性作用,因为注塑工艺无法只用型腔压力描述。
除了温度测量以外,型腔温度传感器还可以实时检测塑料熔体的位置。为了正确控制和调节注塑工艺,传感器快速的反应时间至关重要。传统热电偶的反应时间太慢。PRIAMUS开发的型腔温度传感器特别针对这方面做过优化。交货前每个传感器都检查过反应速度。
与静态温度校准相反,动态行为没有适用标准,所以采用特别开发的测试程序。
电子元件
对于我们来说,“电子元件”一词涵盖测量、评估、传输测量和控制信号所需的各种装置,比如从压力和温度放大器、介面装置、显示和控制装置,到简易信号灯。所有部件都是模块化的,彼此间很容易组合。通过这种方式,电子装置就能适应各种应用环境下的要求,比如规定数量的通道。
BlueLine概念
方式就是目标 – BlueLine硬件将传感器的数据传输给闭环工艺控制和工艺监视的装置。
BlueLine是我们模块化数字硬件的概念,由大量的不同部件组成。没有两个应用环境是完全一样的 – 凭借BlueLine硬件的模块化特性,我们可以为您找到正确的解决方案。
可以分别组装和组合型腔压力和型腔温度的4通道和16通道数字放大器、模块化机器介面、多通道接线盒、各种合适的连接电缆和各类硬件配件。
数字电子元件
模拟电子元件向数字电子元件的转变,大幅简化了复杂测量系统的操作。数字数据传输,使得信号对干扰敏感性、所需电缆和部件数量大幅下降。
所有BlueLine系列电子装置都通过总线协议通信,因此可以根据需要只用一根总线电缆相互组合。所以,在同一个网络中的BlueLine系统和数据传输组合,具备更大的灵活性。
介面概念
介面构成每个工艺监视和闭环工艺控制系统的基础。毫无疑问,注塑机、热流道控制单元、周边设备或其他部件没有介面,就无法传输工艺参数。
注塑技术领域有2种介面:硬件介面和通信介面。
硬件介面
与特定活动有关的状态信息,如“阀式浇口喷嘴开启”、“自动切换保压”或者“移除不良品”等,通过硬件介面传输。这些活动在PRIAMUS系统和机器、机器人或周边设备之间传输。
活动通常由表示逻辑状态“0”和“1”的电平(如0 V / 24 V)构成。将来可以通过实时总线实现完全数字化。
通信介面OPC UA
通信介面用于在通信协议,如Euromap、SPI或其他生产商协议的基础上读写设置参数。设置参数可以包括注射配置、保压配置或热流道喷嘴温度控制。
原则上,可以读写通信协议中定义的所有参数。而实际操作中,通过介面(RS-232、RS-485或以太网)传输数据,比如热流道控制单元或机器主机。
我们介面的兼容性
对于我们来说,必须提供成熟、标准化的警报、状态和切换信号介面概念,替代电缆开口端。因此,对于众多机器生产商,我们会按PRIAMUS系统的订单编号提供我们的标准化介面。
针对设定参数的通信 – 比如热流道控制装置或注塑机主机 – PRIAMUS多年以来一直提供现成解决方案,只需要一个按钮就可以从数据库中选择,就像连接打印机和电脑一样简单。
测量系统
一套测量系统由完成任务的各个零部件组成。目标始终是尽量减低复杂程度的同时,尽量提高收益。这当然就要求传感器和电子元件相互匹配,在实际操作中可以达到“即插即测”的目的。然而,最重要的并不是信号测量,而是最终从实测信号得到的数据。除了简单的工艺监视以外,自动开环和闭环工艺控制、与高级系统间的数字数据通信,在这里也起着重要作用。
系统概念
工艺监视
工艺监视,正如名称所述,指在相关工艺变量的基础上注塑工艺。由于所生产注塑成型制品的质量不仅取决于注塑机,还有模具型腔、型腔压力和型腔侧壁温度,都是检测良品和不良品的依据。这些信号的具体特性,与所生产部件的特性有关联。也通过这种方式检测未充填的部件,因为存在模具温度偏差或流量行为差异。
在经过验证的工艺中一旦超过这些功能的限值,就会自动检测并以数字切换信号的形式传递给机器或周边设备,用于分拣出不良品。
开环工艺控制
针对开环工艺控制,我们需要提到开环。像切换保压阶段或熔体前端时间识别等参数,都以切换信号的形式准实时传输至机器控制系统。
当前循环中传输的这个切换信号,在后续工艺优化中没有反馈。并不是每个切换信号都有相同的效果。切换保压至固定压力值,可能导致在不同工艺条件下质量下降。在检测熔体前端的基础上自动切换保压,始终在型腔相同充填水平时进行,不考虑熔体黏度和充填速度。
与闭环工艺控制相比,开环工艺控制的原理更加简单,只需要较小的系统基础结构就可以实现。
闭环工艺控制
一般来说,闭合控制环用于将特定物理量调至设定点,并通过测量和重新调节实际数值的方式保持该数值。
针对闭环工艺控制,我们需要提到闭环。相比开环工艺控制,并不是实时处理闭环工艺控制参数,而是让参数自适应调整。这也就是说,当前循环结束后才会计算参数,然后通过主机介面发送给机器控制系统。从而通过协议传输注塑机下个循环的新设定值。在这个过程中传输设置配置,如注射速度、保压压力、气缸或热流道温度或所连接的温度控制单元。
相比开环工艺控制,闭环工艺控制是一种更加整体式的方法。闭环工艺控制允许在注塑工艺中强化干预,可以影响更多参数。不过,闭环工艺控制也需要较大的基础结构。
行业
我们两面讨好…
…因为灵活性是我们的优势之一。
PRIAMUS的模块化闭环工艺控制系统是可以广泛使用的,并不限于几个行业。然而,每个行业都有一些具体特性和工艺的应用环境。举个例子,为汽车行业生产保险杠,与在多型腔模内的液体硅胶模制部件平衡相比,需要面对完全不同的挑战。简而言之,每个行业对于、控制和调节注塑工艺都有自身的要求。
医疗行业
生产医疗制品需要接受严格管控。在这个行业采用的注塑工艺,必须达到很高的要求。在医疗行业,最重要的是注塑工艺的再现性、重复性、安全和质量标准。
对于医疗行业的模制部件来说,验证也起着重要作用。许多生产商采用自身的方式保护生产工艺。产生的验证费用非常高,通常超过相关质量系统的投资成本。
一般情况下,对于成品,进行验证的并不是模制部件的工艺和质量,而是机器和模具。不过,稳定的机器设置并不一定创造稳定的部件品质。我们认为,对注塑工艺中的偏差进行补偿的最好方式是闭环工艺控制系统。
汽车行业
没有几个行业和汽车行业一样,有那么多的注塑应用领域。在汽车内饰领域,可以发现仪表盘或车门板,此外还有头灯和尾灯外壳、保险杠或轮罩拱,都是用注塑工艺制造的。
汽油、混合动力或电动车:注塑部件可用于所有类型的车辆。注塑部件通常替代金属部件,进而减轻车辆重量,最终改善能量平衡。
应用领域越多,问题就越多:
大型部件,如仪表盘上看到熔接线,涂装工艺的表面质量不佳、多部分构成部件的质量变化或材料过度成型,这些都只是我们在汽车部件注塑成型过程中遇到的几个挑战。
因此,闭环工艺控制系统是解决这些挑战的最佳方式。
生物塑料
生物塑料不再只是纯粹的时尚,已经是将来继续起决定性作用的重要行业。我们长期关注这方面的发展,积极鼓励生物、可降解和可回收塑料的加工。
我们在模具和热流道技术方面的专业知识,再加上创新的闭环工艺控制,使我们可以为客户提供用环保生物塑料生产模制部件的各种解决方案。
包装
包装产品(如利乐砖、瓶盖或饮水杯)的质量要求极高。同时,资源尤其是包装的节约利用也越来越重要。因此,生产商需要尽量高效地生产产品。生产工艺的设计,必须确保尽量减少原材料的浪费。
在包装行业,时间或者更加准确的说是循环时间,是一项决定性因素,因为生产时间越短,生产部件的最终数量就越多。优化循环时间,就能提高效率。因为肯定会涉及多型腔模,充填过程的平衡就起着重要作用。只有均衡的充填过程才可以在循环时间方面优化。
短期内生产大量部件的一种方式是FOBOHA的反立方原理:布置模具,使得一侧型腔充填时,另一侧型腔冷却。然后通过旋转让两侧交换。
个人护理
没有几个行业和个人护理一样,形式和功能的相互作用是如此重要。个人护理产品(如电子牙刷)的外观,就像产品功能一样,在市场占有率中起着关键作用。
在个人护理产品中,高品质面层需要触碰有时候承受极高应力的功能区域。为了兼顾美观和功能,生产出实用、耐用的日用品,对注塑工艺提出了挑战。
科技、电子和家居
科技、电子和家居领域的许多产品都是消费品,在全球多个地点生产。不管在哪里生产注塑部件,都必须确保质量。不过,不同的机器和人力因素,导致在不同国家确保统一的质量很有难度。
在全球生产质量统一的注塑部件,解决方案是部件品质的标准化。最好的方式是通过工艺参数(如型腔压力或型腔温度)自动调节机器和热流道设置。 在全球生产质量统一的注塑部件,解决方案是部件品质的标准化。最好的方式是通过工艺参数(如型腔压力或型腔温度)自动调节机器和热流道设置。
在全球生产质量统一的注塑部件,解决方案是部件品质的标准化。最好的方式是通过工艺参数(如型腔压力或型腔温度)自动调节机器和热流道设置。