CS241617B1 - Zařízení pro optimalizaci a kontrolu procesů tváření termoplastů, termosetů a elastomerů - Google Patents

Abstract

Zařízeni pro optimalizaci a kontrolu tváření termoplastů, termosetů a elastomerů sestává ze zdroje světelného záření, monochromátoru a žařízení pro měření relativní odrazivosti světla. Zařízení je určeno pro běžnou kontrolu kvality tvarovaných výrobků a polotovarů v průběhu výroby. Monochromáter napojený na zdroj světelného záření, je spojen pružným kabelovým světlovodem s mobilním měřicím čidlem. To sestává ze zařízení pro měření relativní odrazivosti světla s vestavěnou fotografickou uzávěrkou a s připojenou pružnou plan­ žetou, která dosedá na měřený výrobek. Elektricliý signál z měřicího mobilního čidla je veden přes zesilovač na automatické vyhodnocovací zařízení, které sestává z analogo-digitálního převodníku, dále z digitálního zobrazovače, z mikropočítače a z výstupního řídicího obvodu regulačního systému tváření stroje.

Description

Vynález řeší zařízení pro optimalizaci a kontrolu procesů tváření termoplastů, termosetů a elastomerů na výsledné tvarované výrobky a polotovary a je určeno pro průběžnou kontrolu jejich kvality při výrobě»

Dosud používané stroje a zařízení pro tváření termoplastů, termosetů a elastomerů na výsledné tvarované výrobky a polotovary, například stroje pro vstřikování, vytlačování, lisování, pře tlačování, vyfukování a válcováníj nejsou vybaveny zařízením pro zjištování optimálních podmínek procesů tváření a pro průběžnou kontrolu kvality výrobků. Stávající tvářecí stroje a zařízení obsahují pouze více nebo méně přesné a citlivé regulační systémy předem nastavených technologických parametrů teploty, tlaků, časů, rychlosti, poloh a jiných parametrů. Nevýhodou existujících tvářecích strojů a zařízení je nutnost relativně pracného zjištování značného počtu různých kombinací technologických parametrů pro stanovení optimálních podmínek technologického tváření pomocí sledování hmotností výrobků, jejich rozměrů, pomocí destruktivních zkoušek jejich mechanických a fyzikálně-chemických zkoušek, případně pomocí některých provozních zkoušek. Měření rozměrů a mechanických vlastností výrobků nelze provádět bezprostředně při procesu tváření, ale nejméně po 24 hodinách.

U existujících zpracovatelských technologií je průběžná kontrola kvality výrobků a polotovarů omezena většinou na vizuální hodnocení výrobků během výroby, případně je kvalita výrobků dodatečně zjišťována odběry vzorků a následnými zkouškami, což prakticky nelze využívat pro průběžnou optimalizaci a kontrolu procesů tváření z hlediska kvality výrobků. Dále je známo, že k měření některých optických vlastností materiálů se používá zařízení pro fotometrické měření relativní odrazivosti - remise světla. Tato měřicí zařízení však nelze používat pro výrobky z plastů. Stávající měřicí zařízení tvoří relativně velký kom- 2 241 817 paktní přístroj, který nelze přiblížit na dotek k výrobku, vystupujícímu ze stroje s|proto není možno provést příslušná měření výrobků, při jejich výstupu během hromadné výroby na tvářecích strojích a zařízeních. Dalším nedostatkem dosavadních měřicích zařízení je skutečnost, že měření relativní odrazivosti světla materiálů na dosavadních měřicích zařízeních neumožňuje optimalizaci a kontrolu výrobků z plastů dosud známými vyhodnocovacími způsoby, které spočívají ve stanovení stupně relativní odrazivosti světla, určených v vzhledem ke zvolenému standartu, například destičce z lisovaného síranu barnatého pro bílé materiály, nebo destičce z černého skla pro materiály Černé.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro optimalizaci a kontrolu procesů tváření termoplastů, termosetů a elastomerů podle vy nálezu. Zařízení sestává ze zdroje světelného záření, monochroxmátoru a zařízení pro měření relativní odrazivosti světla. Podstata vynálezu spočívá v tom, že monochromátor, napojený na zdroj světelného záření,je spojen pružným kabelovým světlovodem s mobilním měřicínj čidlem. To sestává ze zařízení pro měření relativní odrazivošti světla s vestavěnou fotografickou uzávěrkou a s připojenou pružnou planžetou, která dosedá na měřený výrobek. Elektrický signál z měřicího mobilního čidla je veden přes zesilovač na automatické vyhodnocovací zařízení, které sestává z analogodigitálního převodníku, dále z digitálního zobrazovače, z mikropočítače a z výstupního řídicího obvodu regulačního systému tvářecího stroje.

Výhody zařízení podle vynálezů se projevují především ve vysoké relativní citlivosti a rychlosti měření výrobků, dále v nedestruktivnosti měření a způsobilosti k měření výrobků jakýchkoliv tvarů a rozměrů v libovolném místě tvářecího zařízení. Podstatnou výhodou zařízení je umožnění průběžného automatického vyhodnocování kvality měřených výrobků a ovládání regulačního systému tvářecích strojů a zařízení při výrobě. Uvedené výhody zařízení byly zjištěny a ověřeny při rozsáhlém fotometrickém studiu relativní odrazivosti světla různých termoplastů, termosetů a elastomerů, upravených ve tvaru desek, popřípadě jiných modelových výrobků v tlouštkách v rozsahu od 1 do 6 mm,a to za různých přesně definovaných a systematicky odstupňovaných technologických podmínek vstřikování, lisování a válcování příslušných polymerních materiálů. Jako polymerní materiály byly použity různé typy polyolefinů,

- 3 241 617 polystyrénové materiály, melaminoformaldehydové pryskyřice, epoxidové pryskyřice, silikonové elastomery a jiné materiály.

Příkladné provedení zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněno na připojeném vyobrazení, znázorňujícím schéma jednotlivých konstrukčních částí zařízení, včetně jejich vzájemných zapojení.

Zařízení pro optimalizaci a kontrolu procesů tváření termoplastů, termosetů a elastomerů se skládá ze 3 funkčních celků :

1. ze stacionární části monochrornátoru (1 - 9)

2. z mobilní měřicí části (10 - 22)

3. z vyhodnocovací části (23 - 31)

Stacionární část sestává ze zdroje 1 světelného záření, kterým je nízkovoltová žárovka napájená stabilizátorem napětí, dále z kondenzoru 2, z odkláněcího zrcadla 2 P^ro monochromátor 6, ze vstupní štěrbiny £, z kolimatorového objektivu 2 pro monochromátor 6, z monochrornátoru 6, ze šroubu 2 vlnových délek, dále z kolimatorového objektivu 8 pro vstup do světlovodu 10, z výstupní štěrbiny 2» ^ke které je připojen pružný kabelový světlovod 10. obsahující skleněná, jpopřípadě křemenná vlákna.

Mobilní měřicí část obsahuje kabelový světlovod 10, který je napojen na mobilní měřicí čidlo 11 tvaru pouzdra, které obsahuje kruhový měřicí otvor 12, jehož vnější okraje jsou opatřeny výstupky pružné planžety 14 pro světlotěsné nastavení celého měřicího čidla 11 k povrchu měřeného výrobku 15» V měřicím otvoru 12 je umístěna fotografická uzávěrka 13 s elektrickým kontaktem, napojeným na start 30 vyhodnocovacího zařízení. Uvnitř mobilního měřicího čidla 11 je v místě napojení na kabelový světlovod 10 umístěn kolimatorový objektiv 16 pro výstup ze světlovodu 10. dále odkláněcí zrcadlo 17 pro vstup na měřený výrobek 15. kondenzor 18 pro výstup z měřeného výrobku 15. odkláněcí zrcadlo 19 pro vstup do fotočlánku 22, objektiv 20, barevný filtr 21 a foto· článek 22.

Vyhodnocovací část se skládá ze zesilovače 23, ke kterému je napo jen fotočlánek 22, indikační přístroj 24 a vlastní vyhodnocovací zařízení, které obsahuje analogo-digitélní převodník 25. mikropočítač 26 s digitálním zobrazovačem 28 a s klávesnicí 22, s výstupním řídicím obvodem 27 a s výstupeSpcídicího obvodu pro ovládání regulačního systému tvářecího stroje.

241 817

Ze zdroje 1 světelného záření vychází svazek polychromatických světelných paprsků o konstantní intenzitě. Světelné paprsky procházejí kondenzorem 2, odkláněcím zrcadlem £ P^ro naonochromátor 6 a vstupují přes vstupní štěrbinu £ a kolimatorový objektiv 2 do mřížkového monoehrornátoru 6, kde se pootočením šroubu χ vlnových délek rozkládají na mřížce v monochromatické světelné paprsky s vhodně nastavenou vlnovou délkou. Monochromatické světelné paprsky vstupují přes kolimatorový objektiv 8 do výstupní štěrbiny 2» ke které je napojen pružný kabelový světlovod 10. Výše popsaná část zařízení je umístěna ve zvláštním panelu vedle ovládacího panelu tvářecího stroje. Pomocí kabelového sv&tlovodu 10 se uvádějí monochromatické paprsky z monochrornát-oru 6 ve stacionární části zařízení do mobilního měřicího čidla 11 tvaru malého pouzdra, například o rozměrech 10 x 10 x 10 cm pro měření relativní odrazivosti světla výrobků 15 při jejich výstupu z tvářecího stroje. Monochromatické světelné paprsky vstupují přes pružný kabelový světlovod 10 do mobilního měřicího čidla 11, procházejí kolimatorovým objektivem 16 pro výstup ze světlovodu 10 a odklánějí se na odkláněcím zrcadle 17 pro vstup na měřený výrobek 15 v úhlu dopadu například 45° k normále přiloženého měřeného výrobku 15« který dosedá na měřicí otvor 12 prostřednictvím pružné světlotěsné planžety 14« Přiložením mobilního měřícího Čidla 11 k měřenému výrobku 15 se otevře fotografická uzávěrka 13 a současně se sepne elektrický kontakt, kterýn je vyvolán synchronizační impuls pro start 30 vyhodnocovacího zařízení 2£. Monochromatické světlo,dopadající v úhlu například 45° k normále měřeného výrobku 15 jae po odrazu od jeho povrchových vrstev odvádí v úhlu například 0° k normále měřeného výrobku 15 přes kondenzor 18 pro výstup z měřeného výrobku 15. P*^es odkláněcí zrcadlo 12 pro vstup do fotoclánku 22, dále přes objektiv 20 a přes barevný filtr 21 do fotočlánku 22. Vznikající fotoproud je veden do zesilovače a dále pak do automatického vyhodnocovacího zařízení. Zesilovač 23 a vyhodnocovací zařízení jsou umístěny ve zvláštním panelu vedle ovládacího panelu tvářecího stroje. Automatické vyhodnocovací zařízení sestává z indikačního přístroje 24. z analogo-digitálního převodníku 25. z mikropočítače 26 s digitálním zobrazovačem 28 a s klávesnicí 29. Analogový signál je tak transformován do číslicové formy, která je nutná pro statisticko-výpočetní zpracování výsledku měření v mikropočítači 26.

- 5 241 617

Pomocí klávesnice 29 lze vyvolat požadovaný vyhodnocený výsledek na digitálním zobrazovaČi 28. Součástí automatického^vyhodnoeova čího zařízení je výstupní řídicí obvod 27 s výstupem7^ídicího ob vodu pro ovládání regulačního systému tvářecího stroje.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zařízení pro optimalizaci a kontrolu procesů tváření termoplastů, termosetů a elastomerů, sestávající ze zdroje světelného záření, monochrornátoru a zařízení pro měření relativní odrazivosti světla^vyznačené tím, že monochromátor (6), napojený na zdroj (1) světelného zářeníje spojen pružným kabelovým světlovod em (10) s mobilním měřicím čidlem (11), sestávajícím z pro měření relativní odrazivosti světla s vestavěnou fotogralickou uzávěrkou (13) a s připojenou pružnou planžetou (14) dosedající na měřený výrobek (15), přičemž elektrický signál z měřicího mobilního čidla (11) je veden přes zesilovač (23) na automatické vyhodnocovací zařízení, sestávající z analogodigitálního převodníku (25), z digitálního zobrazovače (28), z mikropočítače (26) a z výstupního řídicího obvodu (27) regulačního systému tvářecího stroje.