Brevet FR2462990A1 — publié le 19810220

La présente invention concerne un dispositif d'asservissement pour une presse à injecter les thermoplastiques, les thermodurcissables ou encore les élastomères, presse comportant une vis de plastification montée mobile en translation à l'intérieur d'un fourreau chauffant sous l'action d'un vérin d'injection à double effet associe à une servo-valve. A l'heure actuelle, la plupart des presses à injecter sont à commande automatique. Par ailleurs, on cherche de plus. en plus à adapter sur ces presses des dispositifs de régulation et de contrôle des différents paramètres d'injection, afin d'obtenir une meilleure qualite de moulage, une productivité accrue et une meilleure reproductibilité de'îa-geometrie et du poids des pièces. Jusqu'# maintenant, avec de tels dispositifs a circuit bouclé, on a réussi à maîtriser de façon satisfaisante les paramètres suivants - la vitesse de remplissage de l'outillage suivant un profil donné - la pression de maintien - la contrepression ; et, - l'affichage des courses. Par- contre, il n'en est pas de même en ce qui concerne la température de la matière à injecter qui dépend de plusieurs facteurs et notamment de la plastification mécanique de la vis, de la vitesse d'injection et des zones de chauffe équipant l'ensemble vis-fourreau. La présente invention a précisément pour but de permettre la mesure et l'exploitation de la températuredede la matière fondue à l'extrémité de l'ensemble vis fourreau. A cet effet, le dispositif d'asservissement selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend une sonde de température du type à infra-rouge, platée de manière a mesurer directement la température de la matière à la sortie du fourreau, un capteur de pression dans chacune des chambres du vérin d'injection, et un capteur de ddplacement pour contrôler le mouvement de translation de la vis de plastification, les informations fournies respectivement par la sonde de température et les différents capteurs étant transmises à un ordinateur commandant la servo-valve en fonction des caracteristiques de la matière utilisée pour l'injection, préalablement introduitesdans ledit ordinateur. Ainsi, et grâce notamment à l'utilisation d'un sonde à infra-rouge permettant une mesure instantanée de la température, il est possible d'effectuer au moyen de l'ordinateur des corrections quasi-immédiates, y compris sur le cycle en cours. On obtient donc finalement des pièces qui sont toujours bonnes en poids et en dimensions dès la mise en route de la presse. Les déchets dûs aux arrêts éventuels de la machine sont complètement éliminés et on évite également les corrections manuelles qui étaient nécessaires jusqu'ici. De préférence, le dispositif d'asservissement selon l'invention comprend également une sonde de température sur chacune des deux moitiés de l'outillage formant le moule d'injection. Il est ainsi possible de tenir compte de l'echauffement-progressif du moule, qui facilite l'écoulement de la matière, pour corriger la pression de maintien par l'intermédiaire de la servo-valve, toujours au moyen de l'ordinateur recevant les informations desdites sondes. Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence au dessin annexe -dans lequel la figure unique est une vue schdmatique d'une presse à injection équipée d'un dispositif d'asservissement conforme à l'invention. La presse représentée schématiquement sur cette figure se compose essentiellement d'un fourreau chauffant qui se termine par une buse d'injec- tion 2 apte à traverser le plateau fixe- 3 de la machine par l'intermédiaire d'une ouverture appropriée 4. A l'intérieur du fourreau 1 est disposée une vis de plastification 5 qui est susceptible de se deplacer-è la fois en rotation sous l'action d'un moteur hydraulique 6 et en translation sous l'action d'un vérin hydraulique à double effet 7 associe à une servo-valve de commande 8. L'alimentation de la vis de plastification 5 avec la matière première en granulés s'effectue par l'intermediaire d'une trémie 9 fixée sur le fourreau 1 et débouchant dans la zone arrière de la vis. Sur la figure, on a également représenté un outillage en deux partie 10 et 11, formant un moule poun l'injection d'une pièce telle que 12. Conformément à l'invention, la presse est équipée d'un dispositif d'asservissement permettant d'agir en permanence et de façon pratiquement instantanée sur les différents paramètres d'injection. Ce dispositif d'asservissement comprend tout d'abord une sonde de température 13 à infra-rouge disposée sur le fourreau 1 de manière à mesurer la température de la matière fondue à ltextrémité de l'ensemble vis-fourreau. Cette sonde optique est associée à une électronique de traitement14 et permet d'effectuer une mesure instantanée de la tempérautre réelle de la matière. Le dispositif d'asservissement comprend également un premier capteur de pression 15 disposé dans la chambre avant du vérin d'injection 7, un second capteur de pression 16 dispose dans la chambre arrière et un capteur de déplacement 17 capable de contrôler le mouvement de translation de la vis de plastification 5 à l'intérieur du fourreau 1. Les informations issues de la sonde de température 13 et des différents capteurs 15, 16 et 17 sont ensuite transmises à un ordinateur 18 du type à microprocesseurs commandant le fonctionnement de la servo-valve 8. Dans cet ordinateur sont également introduites en 19 des données relatives aux caracté ristiques de la matière utilisée pour l'injection. En pratique, ces données sont essentiellement constituées par le diagramme PVT (Pression-Volume-Température) de ladite matière. Le eas échéant, on pourrait également introduire dans l'ordinateur des données relatives aux caractéristiques de la pièce à injecter. Comme la sonde à infra-rouge 13 permet une mesure instantanée de la température réelle de la matière fondue, cette température est prise en compte immédiatement par l'ordinateur 18 qui effectue alors les corrections necessai- res par l'intermédiaire de la servo-valve 8, en fonction du diagramme PVT de la matière utilisée. Toutes ces fonctions sont réalisées en un temps de l'ordre de la milliseconde, ce qui permet d'effectuer des corrections instantanées, même sur un cycle en cours. Le dispositif d'asservissement selon l'invention permet donc en définitive de réaliser à la fois un asservissement de la vitesse d'injection, un asservissement de la pression de maintien, éventuellement un asservissement de la contrepression, et également un asservissement en température avec une inter de la matière utilisée. action sur les autres paramètres d'injection par l'intermédiaire du diagramme PVT La presse à injection ainsi équipée permet en particulier d'obtenir directement des pièces bonnes en poids et en dimensions dès la mise en route, ce qui notait pas possible jusqu'à maintenant. De plus, les arrêts éventuels de la machine ne perturbent pas la qualité du moulage et on évite ainsi la plupart des corrections manuelles qui doivent être effectuées par un personnel spécialisé. Supposons par exemple, pour illustrer ce qui précède, un incident de fonctionnement nécessitant l'intervention d'un opérateur, tel qu'un mauvais démoulage de pièce. La presse va ainsi se trouver à l'arrêt pendant un certain temps, de sorte que la matière se trouvant dans l'ensemble vis-fourreau va y séjourner plus longtemps et va donc croître en température, ce qui augmente sa viscosité. Si l'.on injecte alors directement sans modifier les pressions, comme la matière est plus fluide, la pièce moulée sera trop tassée, donc plus lourde et provoquera peut-#tre un nouvel incident de démoulage-. Grâce au dispositif d'asservissement selon l'invention, cette température plus élevée de la matière sera détectée instantanément par la sonde à infra-rouge 13 et transmise à l'ordinateur 18 qui, en fonction du diagramme PVT, corrigera immédiatement la pression de maintien d'injection par l'intermédiaire de la servo-valve 8 et la première pièce réalisée sera donc bonne. De même, si l'opérateur décide par exemple de modifier le profil de vitesse de remplissage du moule, l'apport de calories dû au laminage de la matière va se modifier et donc influer sur la température de ladite matière. Comme précédemment, cette variation de température sera détectée par la sonde à infra-rouge 13 et l'ordinateur 18 modifiera en conséquence la pression de maintien en agissant sur la servo-valve 8. Le dispositif d'asservissement selon l'invention permet également de contrôler la viscosité de la matière. En effet, lorsque la presse fonctionne correctement et que les pièces injectées sont presques parfaites, l'ordinateur peut prendre en mémoire le profil de la courbe de pression-injection pendant la phase de remplissage. Si ensuite on charge la trémie 9 avec une matière ayant un grade différent, la courbe pression-injection sera également diff6- rente. L'ordinateur 18 compare alors cette nouvelle courbe à la courbe mise en mémoire et peut alors intervenir sur la pression de maintien d'injection en prenant en compte les données du diagramme PVT. Pour améliorer encore le dispositif d'asservissement selon ltinvention on peut également prévoir deux autres sondes de température 20 et 21, de type ordinaire, sur les deux parties 10 et 11 de l'outillage, et exploiter ces nouvelles données à l'aide de l'ordinateur 18, comme illustré en pointillés sur la figure. On sait en effet qu'un outillage chaud facilite l'écoulement de la matière. L'ordinateur- 18 pourra donc intervenir sur la servo-valve 8 afin de corriger la pression de maintien d'injection en fonction de l'évolution de la température de l'outillage. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'asservissement pour une presse à mouler par injection comportant une vis de plastification montée mobile en translation à l'intérieur d'un fourreau chauffant sous l'action d'un vérin d'injection à double effet associe à une servo-valve, caractérisé en ce qu'il comprend une sonde de tem pérature du type à infra-rouge, placée de manière à mesurer directement la tem pérature de la matière à la sortie du fourreau, un capteur de pression dans chacune des chambres du vérin d'injection et un capteur de déplacement pour contrôler le mouvement de translation delà vis de plastification, les informations fournies respectivement par la sonde de température et les différents capteurs étant transmises à un ordinateur commandant la servo-valve en fonction des caractéristiques de la matière utilisée pour l'injection,pr6alablement introduites dans ledit ordinateur. 2.Dispositif d'asservissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'asservissement selon l'invention comprend également une sonde de température sur chacune des deux moitiés de l'outillage formant le moule d'injection