用于控制由可流動的基材制成的部件的制造的噪聲感測的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于通過可流動的基材制造部件的工具(100)，其中工具(100)包括處理腔(102)，可流動的基材被引入所述處理腔中用于制造部件；聲學(xué)傳感器(104)，所述聲學(xué)傳感器構(gòu)造成用于在制造過程中感測源自工具(100)、特別地源自處理腔(102)并且指示可流動的基材和工具(100)、特別地處理腔(102)之間相互作用的聲學(xué)信號，其中聲學(xué)傳感器(104)包括活動致動器(110)和控制單元(200)，所述控制單元構(gòu)造成用于基于感測到的聲學(xué)信號控制和/或記錄處理腔(102)中的制造。
【專利說明】用于控制由可流動的基材制成的部件的制造的噪聲感測

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于通過可流動的基材制造部件的工具、用于感測源自所述工具的聲學(xué)信號的聲學(xué)傳感器、控制在工具中制造部件的方法和使用的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]噴射模塑法是用于通過熱塑性、彈性和熱固性塑料材料生產(chǎn)部件的制造過程。熱塑性材料被送入加熱桶，被混合，并且被推入模腔，所述熱塑性材料在所述模腔中冷卻和固化成腔的構(gòu)造。彈性和熱固性材料被注入加熱模，所述彈性和熱固性材料在所述加熱模中通過化學(xué)反應(yīng)硬化。噴射模塑法被廣泛地用于制造各種部件，從汽車的最小的構(gòu)件到整個主體儀表板。
[0003]美國第2003/0008028號專利公開用于監(jiān)測噴射模鑄機中的力和壓力的裝置，具有至少一個傳感器用于測量通過關(guān)閉或注射壓力變形的機械部件的變形，其中支撐主體被提供，一旦關(guān)閉或注射壓力超過小于其最大值一半的某一值，所述支撐主體就緩解由傳感器監(jiān)測的機械部件。
[0004]Robert X.Gao> Zhaoyan Fan、David 0.Kazmer, " Inject1n molding processmonitoring using a self-energized dual-parameter sensor (使用白供倉泛雙參數(shù)傳感器進行噴射模塑法過程監(jiān)測)"，CIRP年報-制造技術(shù)57 (2008)，389至393頁公開在線監(jiān)測聚合物融化狀態(tài)是確保噴射模塑過程中部件質(zhì)量的關(guān)鍵，并且介紹用于通過調(diào)制器電路同時測量模腔中的壓力和溫度變化的雙參數(shù)感測方法。在模塑周期期間的與壓電陶瓷堆的電荷輸出成比例的壓力變化被離散成隨后由溫度敏感振蕩器(TSO)進行頻率調(diào)制的聲學(xué)脈沖。使用一個傳感器組件而無需電池和用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娎|測量兩個參數(shù)的能力為監(jiān)測噴射模塑過程提供新型平臺。
[0005]更多的【背景技術(shù)】被公開在WO 03/089214、WO 2011/154123、EP2317308 和 WO2010/094809 中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個目的是有效地監(jiān)測制造工具中的部件的制造過程。
[0007]為實現(xiàn)上文限定的目的，提供根據(jù)獨立的權(quán)利要求的用于通過可流動的基材制造部件的工具、用于感測源自所述工具的聲學(xué)信號的聲學(xué)傳感器、控制工具中部件的制造方法和使用的方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，用于通過可流動的基材(諸如流體塑料材料、陶瓷懸浮液或流體金屬)制造部件的工具被提供，其中所述工具包括處理腔(例如噴射模塑工具的模塑腔)，可流動的基材被引入所述處理腔用于制造部件(例如通過可流動基材的隨后的固化)；聲學(xué)傳感器，所述聲學(xué)傳感器被構(gòu)造成用于感測在制造過程中源自工具(尤其直接地)、特別地源自處理腔的聲學(xué)信號，并且指示可流動的基材和工具(這種相互作用可以由將可流動的基材引入處理腔引起)、特別地和處理腔之間的相互作用(例如導(dǎo)致施加機械力的物理接觸)，其中聲學(xué)傳感器包括活動致動器(所述致動器可以促使產(chǎn)生聲學(xué)信號)；和控制單元(諸如類似中央處理器或微處理器的處理器)，所述控制單元構(gòu)造成用于控制(例如通過施加至少一個控制參數(shù)或控制命令)或調(diào)節(jié)處理腔中的制造過程和/或基于感測的聲學(xué)信號收集用于記錄的數(shù)據(jù)的過程。
[0009]根據(jù)另一個示例性實施例，用于感測源自工具、特別是源自工具的處理腔的聲學(xué)信號以用于通過可流動的基材制造部件的聲學(xué)傳感器被提供，其中聲學(xué)傳感器包括活動致動器，所述致動器被設(shè)置位于處理腔并且構(gòu)造成用于響應(yīng)于引導(dǎo)可流動的基材進入處理腔通過可流動的基材移動；和聲波生成元件，所述聲波生成元件構(gòu)造成用于當(dāng)通過可流動的基材移動時一旦被致動器撞擊則生成具有預(yù)定頻率特性的聲波(例如位于或接近共振頻率)。
[0010]根據(jù)另一個示例性實施例，控制在工具中制造部件的方法被提供，其中所述方法包括引導(dǎo)可流動的基材進入工具的處理腔用于制造部件，在制造過程中感測源自處理腔的聲學(xué)信號并且指示可流動的基材和處理腔之間的相互作用，其中聲學(xué)傳感器的活動致動器的運動有助于生成聲學(xué)信號，并且基于感測的聲學(xué)信號控制和/或記錄處理腔中的制造。
[0011]還根據(jù)另一個實施例，直接源自處理腔中活動致動器的聲學(xué)信號被用于控制和/或記錄從可流動的基材制造部件。
[0012]在本申請的上下文中，術(shù)語"部件"可以特別指示可在處理腔的腔中制造的任一結(jié)構(gòu)元件。相對于可流動的基材，部件可以處于固相，即可以至少部分是固化的基材。
[0013]在本申請的上下文中，術(shù)語"可流動的基材"可以特別指示在制造過程的開始可流動的(例如氣態(tài)、液態(tài)和/或顆粒狀)并且可以被加固或固化(例如在制造過程中通過供應(yīng)熱能和/或壓力以形成固態(tài)的部件)的任何原材料?？闪鲃拥幕目梢允?，例如，塑料、陶瓷或金屬材料。
[0014]在本申請的上下文中，術(shù)語“處理腔”可以特別指示可以由一起封閉腔的一個或多個模件(例如由兩個半部分模件)組成的腔。在這種腔中，部件可以通過引導(dǎo)和固化可流動的基材形成。
[0015]本申請的上下文中，術(shù)語"聲學(xué)傳感器"可以特別指示能夠在存在聲波(即機械振動)的條件下輸出傳感器信號的任何物理結(jié)構(gòu)。
[0016]本申請的上下文中，術(shù)語"聲學(xué)信號"可以特別指示從制造工具和/或其環(huán)境獲得的聲學(xué)性質(zhì)的例如電子、光或光電子形式的任何信號。
[0017]本申請的上下文中，術(shù)語"控制制造過程"可以特別指示獲得影響工具中部件的制造的某個測量值。例如，這種控制可以是(例如基于反饋)調(diào)節(jié)制造過程，特別是修改一個或多個過程參數(shù)(諸如溫度、壓力、基材的供給量、隨后的制造步驟的計時)以響應(yīng)傳感器信號的測量值。
[0018]本申請的上下文中，術(shù)語"活動致動器"(諸如注射銷)可以特別指示能夠安裝在工具中以通過可流動的基材被弓I入處理腔時由可流動的基材施加的力移動的物理主體。所述物理主體可以被可流動的基材致動以移動。所述物理主體可以進一步致動(例如撞擊)聲波生成元件(諸如制造工具的特別是處理腔的分離的發(fā)聲主體或部件或元件)以激勵機械振動，其等同產(chǎn)生的聲波。
[0019]在本申請的上下文中，術(shù)語“生成具有預(yù)定頻率特性的聲波"可以特別指示聲波生成元件被定尺寸、定形狀并且由這種材料制成，使得所述聲波生成元件被移動的致動器撞擊時其頻率響應(yīng)具有預(yù)定的特性，即導(dǎo)致在特別限定的頻率范圍內(nèi)發(fā)出聲波。特別地，每個物理主體具有某個共振頻率，所述物理主體在所述共振頻率處(和接近所述共振頻率)能夠生成聲波。
[0020]在本申請的上下文中，術(shù)語"活動致動器"可以特別指示被安裝在工具處、特別地在處理腔處使得所述物理主體與被引入處理腔的可流動的基材互相作用時承受或經(jīng)歷平移的運動或位移的物理主體，即機械實體。這種運動移動活動致動器的重心而不是施加振動激勵(在壓力元件不被考慮作為活動致動器的情況下時)。因此，活動致動器可以被安裝以當(dāng)可流動的基材接觸活動致動器時整體移動而不是經(jīng)歷一系列壓縮和膨脹。因此，融化的物質(zhì)(或可流動的基材)自身可以直接地移動活動致動器并且通過機械撞擊生成聲波。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，制造過程的監(jiān)測系統(tǒng)被提供，其中當(dāng)直接作用到處理腔上時通過可流動的基材生成的聲學(xué)信號被聲學(xué)傳感器檢測。感測的信號可以用于控制一個或多個過程參數(shù)或調(diào)節(jié)部件的制造過程(諸如與工具關(guān)聯(lián)的致動元件、熱流體噴嘴的溫度調(diào)節(jié)等)的其它的條件，所述部件通過固化填充處理腔的可流動的基材制成。另外或可替換地，聲學(xué)信號還可以用于記錄目的，即用于記錄在其存在的情況下已經(jīng)制造出具體的部件的參數(shù)和/或條件(這種數(shù)據(jù)可以存儲在存儲裝置或數(shù)據(jù)庫中并且可以被指定到具體的部件以在之后被用戶獲得，例如用于質(zhì)量控制或用于確定制造部件的失效是否由制造過程中的失效引起)。相對于常規(guī)的方法，本發(fā)明的示例性實施例依靠聲學(xué)傳感器信號而不是壓力探測器、溫度探測器等的信號，這使得制造過程和其監(jiān)測變得更加簡單。這種簡化的原因是聲學(xué)傳感器可以至少局部地布置在處理腔的外側(cè)，使得可能例如在失效或維護情況下容易接近聲學(xué)傳感器。此外，在常規(guī)的方法中是笨重的、從處理腔到工具外側(cè)的引導(dǎo)電纜根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例是多余的，因為布置在處理腔處或在其中(特別是可流動的基材流動通過處理腔時，所述至少部分傳感器與可流動的基材直接進行物理接觸)的至少部分傳感器可以以無線方式進行操作。對聲波敏感的部分聲學(xué)傳感器可以是布置在工具外側(cè)的主體噪聲傳感器，因為工具的材料能夠?qū)⒙晫W(xué)信號從其內(nèi)部傳輸?shù)狡渫獠?。除此之外，第一實驗已?jīng)示出對位于工具表面外側(cè)處的聲學(xué)信號的檢測是處理腔中過程的可靠特征，其中源自工具的聲學(xué)信號將被檢測到。例如，噴射模塑機械的排出銷的“咔嗒”噪聲承載制造過程是否恰當(dāng)工作的重要的信息。通過與處理腔的腔進行通信的活動致動器觸發(fā)聲波生成作為被檢測的信號，無需在處理腔中采用額外的電路而生成聲波是可能的。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一第二方面，適用于采取如上所述的制造監(jiān)控系統(tǒng)的聲學(xué)傳感器被提供。然而應(yīng)該說明，還可以在制造監(jiān)控過程中代替地采取其它的聲學(xué)傳感器。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，致動器可移動地安裝(例如樞轉(zhuǎn)地或往復(fù)運動地)在處理腔中，使得其位置可以在可流動的基材(被制造的部件至少部分地由所述可流動的基材構(gòu)成)被引入處理腔的腔中時改變。流動的基材使得活動致動器位移，以迫使活動致動器鄰接抵靠聲波生成元件。所述聲波生成元件具體地構(gòu)造成用于產(chǎn)生限定的聲學(xué)振動(例如對頻率方面進行限定)，以用于被可以布置在處理腔的外部的聲波敏感元件檢測。因此，聲波可以通過簡單的機械鄰接布置在處理腔附近生成，其中對聲學(xué)信號進行的實際檢測可以在處理腔外側(cè)執(zhí)行。
[0023]由于噴射模塑部件和通過初始的模塑過程制造的其它部件的復(fù)雜度的增加，同樣與對通過融化的物質(zhì)制造這種部件的過程進行調(diào)節(jié)相關(guān)的要求變得日益重要。采取聲學(xué)傳感器連同或替換諸如壓力、溫度傳感器和應(yīng)變儀傳感器的常規(guī)的傳感器允許簡化感測過程，同時允許獲得有意義的一組數(shù)據(jù)，可用作調(diào)節(jié)和/或記錄制造過程的基礎(chǔ)。
[0024]本發(fā)明的示例性實施例打算在過程工具中采取噪聲感測法，用于對可流動的基材進行初始模塑、過程記錄、控制和/或調(diào)節(jié)。
[0025]本發(fā)明的示例性實施例在運轉(zhuǎn)的制造過程中使用源自制造工具并且傳播到所述制造工具外的聲學(xué)信號，用于收集與制造過程相關(guān)的信息以及用于記錄、進行連續(xù)質(zhì)量控制、控制或調(diào)節(jié)處理過程。另外，改變噴射模塑機械的噪聲排放可以允許在早期檢測機械的可能的誤差。因此，也可以及早采取對策。
[0026]本發(fā)明的示例性實施例具有聲學(xué)傳感器不必在制造工具的處理腔中一體地作為一個整體的優(yōu)勢。相反地，至少一個傳感器部件可以附接到制造工具的外表面上。這導(dǎo)致節(jié)省工具構(gòu)造并且簡化傳感器裝置的操作。對于傳感器的聲波敏感部件，這種安裝的方法也是有利的，因為所述傳感器的聲波敏感部件不必與高溫和/或高壓的可流動的基材或已經(jīng)固化的基材(所述基材可能是磨損性或腐蝕性的)直接接觸。因此，聲學(xué)信號與常規(guī)的傳感器信號相比更不傾向失效。更進一步，擴音器或其它的聲學(xué)傳感器的操作對于操作制造工具或其傳感器構(gòu)件的人而言是簡單的程序，使得系統(tǒng)容易使用。
[0027]第一試驗已經(jīng)示出，特別是通過制造過程間接生成的聲學(xué)信號可以用于上文和其它的目的。這些例如是排出銷被處理的基材向后按壓并且鄰接抵靠固定的安裝板或其它的物理主體時生成的聲學(xué)信號。被可流動的基材自身生成的聲學(xué)信號通常具有更小的強度。在示例性實施例中，然而，這些傳感器信號同樣可以被另外使用(例如，將可流動的基材噴射進處理腔中時被位移的空氣也可能導(dǎo)致可測量的噪聲)。
[0028]因此，本發(fā)明的示例性實施例采用生成噪聲的主動和/或被動的元件，并且將一個或多個這種傳感器設(shè)置在對應(yīng)的位置處。在示例性實施例中，排出銷被使用與實際的聲波傳感器元件連接。檢測源自具有多個處理腔的制造工具中不同的排出銷的噪聲可以被同樣地和同時地執(zhí)行。
[0029]本發(fā)明的實施例的詳細說明隨后，將對工具的另外的示例性實施例進行解釋。然而，根據(jù)第二方面這些實施例也適用于聲學(xué)傳感器、控制制造過程的方法、和根據(jù)第一方面的使用方法。
[0030]根據(jù)一個實施例，還可以通過分析感測的聲學(xué)信號從系統(tǒng)中得到復(fù)雜的信息。例如，兩個聲學(xué)致動器可以實現(xiàn)在工具中不同的位置處并且它們的觸發(fā)時間點可以被檢測至IJ。這種數(shù)據(jù)可以用于計算可流動的基材的流動速度。
[0031]在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的制造監(jiān)控系統(tǒng)中實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第二方面的聲學(xué)傳感器是特別有利的，因為在處理腔內(nèi)或接近處理腔的聲波生成結(jié)合在處理腔外側(cè)生成的聲波的實際檢測允許在低硬件付出的情況下對制造過程的高精確的監(jiān)控。
[0032]在一個實施例中，工具構(gòu)造成為通過初始模塑過程制造部件的初始模工具，特別地構(gòu)造成為噴射模塑工具或壓鑄件工具。在初始模塑過程中，部件通過可流動的基材制造而無需在固化可流動的基材之后重新限定部件的形狀。然而，本發(fā)明的其它實施例也可以使用諸如擠壓模塑法等其它的工具。不僅噴射模塑法和壓力模塑法可以作為本發(fā)明的實施例的實現(xiàn)示例，而且在本文中可以使用任何種類的模塑法和相關(guān)過程。
[0033]在一個實施例中，聲學(xué)傳感器構(gòu)造成用于感測在大約IHz和大約500kHz之間、特別在大約10Hz和大約30kHz之間的頻率范圍內(nèi)的聲學(xué)信號。因此，本發(fā)明的示例性實施例不受限于可被人耳聽到的聲學(xué)頻率(該聲學(xué)頻率可以認為是在從16Hz到20kHz的范圍內(nèi))，而是還可以延伸至諸如超聲波的其它的頻率范圍。通過調(diào)節(jié)根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例來實現(xiàn)的傳感器的生成和檢測到的頻率范圍，如果不同的聲學(xué)傳感器在不同的頻帶內(nèi)操作，通過頻率分析在不同的傳感器信號之間進行分離是可能的。此外，可以使用其它的分析方法，例如諸如小波分析或局部逼近法的卷積法。
[0034]在一個實施例中，工具包括多個聲學(xué)傳感器，所述聲學(xué)傳感器每個構(gòu)造成用于在制造過程中感測源自工具、特別是源自處理腔的聲學(xué)信號，并且每個相對于處理腔被設(shè)置位于不同的位置處。提供定位在制造工具中不同位置處的多個聲學(xué)傳感器并且每個所述聲學(xué)傳感器通過至少一個參數(shù)與彼此區(qū)別(例如通過不同的頻率行為)允許獲得關(guān)于處理腔內(nèi)制造過程的具有空間分辨率的精確的信息。例如，產(chǎn)生(例如通過活動致動器和聲波生成元件)和感測(例如通過聲波敏感元件)在5kHz處的聲波的一個傳感器可以設(shè)置在噴射位置處，并且另一個傳感器可以位于遠離所述噴射位置的位置處并且可以產(chǎn)生(例如通過另一個活動致動器和另一個聲波生成元件)和感測(例如通過另一個聲波敏感元件)在1kHz處的聲波。多個傳感器的預(yù)知位置信息和對傳感器信號的某些頻率進行的檢測的結(jié)合可以允許明確地將信號分配到處理腔中的位置。
[0035]應(yīng)該說明，本發(fā)明的示例性實施例還包括將一個或多個聲學(xué)傳感器與諸如壓力和/或溫度傳感器的一個或多個其它的傳感器結(jié)合的實施例。在這種實施例中，協(xié)同作用可以通過使用不同類型傳感器的互補檢測性質(zhì)(即它們對不同的事件或參數(shù)的敏感性)實現(xiàn)。
[0036]在一個實施例中，多個聲學(xué)傳感器中的每個聲學(xué)傳感器對在與至少一個其它的頻率范圍不同的、特別是與所有其它的頻率范圍不同的各個頻率范圍內(nèi)的聲學(xué)信號是敏感的，其中所述多個聲學(xué)傳感器中至少一個其它的聲學(xué)傳感器，特別是其中所述多個聲學(xué)傳感器中所有其它的聲學(xué)傳感器，是敏感的。對不同的傳感器信號之間進行的區(qū)分可以通過使用在多個傳感器的輸入端處的帶通濾波器的頻率濾波器實現(xiàn)，使得專用的傳感器信號可以由多個聲學(xué)傳感器的每個聲波敏感元件檢測。并且，對傳感器信號進行的頻率依賴性分析還可以采取諸如傅里葉變換的數(shù)學(xué)程序。此外，諸如小波分析或局部逼近法的卷積法可以用于識別聲學(xué)傳感器。
[0037]在一個實施例中，一個聲波敏感元件檢測源自多個或所有的聲學(xué)傳感器的多個或所有的聲波生成元件的信號。頻率濾波器或傅里葉分析或卷積可以被執(zhí)行以識別各自的信號或，更確切地，將各自的信號分配到各自的聲學(xué)傳感器。
[0038]在一個實施例中,超過一個聲波敏感兀件可以被用于通過確定信號中的時差從許多聲學(xué)傳感器中定位一個被觸發(fā)的聲學(xué)傳感器(例如一個被觸發(fā)的能夠移動致動器和可選擇地一個聲波生成元件)。
[0039]工具可以包括一個或多個聲波敏感元件和/或一個或多個聲波生成元件和/或一個或多個活動致動器?；顒又聞悠骺梢宰饔迷谝粋€或多個聲波生成元件上。多個活動致動器可以作用在一個聲波生成元件上。因此，聲波敏感元件、聲波生成元件和活動致動器的所有的功能排列是可能的。
[0040]可能的是在工具中采用任何期望數(shù)量(一個或多個)的聲波生成元件，所述聲波生成元件可以具有相同的共振頻率或不同的共振頻率?？赡艿氖窃诠ぞ咧胁捎萌魏纹谕麛?shù)量(一個或多個)的聲波敏感元件，所述聲波敏感元件可以具有相同的共振敏感度或不同的共振敏感度。
[0041 ] 在一個實施例中,控制單兀構(gòu)造成用于基于在時域中分析多個聲學(xué)傳感器的傳感器信號來控制制造過程。在這種實施例中，源自不同傳感器的被檢測的傳感器信號的時序可以用作控制或調(diào)節(jié)制造過程的基礎(chǔ)。各種傳感器信號可被檢測的時間點依靠傳感器信號的頻率特性，使得聲波的檢測的時序提供在制造過程控制方面有意義的信息。例如，使用關(guān)于這種傳感器的位置的預(yù)知的信息布置具有某個頻率特性(所述頻率特性與各個發(fā)聲主體的物理尺寸相關(guān)聯(lián))的聲波生成元件，可以獲得關(guān)于制造工具中的制造過程的空間依賴信息。
[0042]在一個實施例中，控制單元構(gòu)造成用于基于從各個聲學(xué)傳感器的各個頻率范圍和預(yù)知的位置之間的相互關(guān)系獲得的空間信息來控制制造。例如，給出涉及制造過程的進程的信息的某些聲學(xué)信號可以被檢測到。一個例子是檢測噴射模塑腔中排出銷的咔嗒聲，所述咔嗒聲提供噴射模塑程序已經(jīng)完成并且被制造的部件現(xiàn)在可以從處理腔移除的信息。因此，通過這種咔嗒聲進行的檢測可以用作打開處理腔的觸發(fā)器，例如分離處理腔的半部分等。并且，作為用于從速度控制填充階段到壓力控制包裝階段切換的重要信息，測定體積的填充可以被勘查。
[0043]在一個實施例中，控制單元構(gòu)造成用于基于感測的聲學(xué)信號調(diào)節(jié)制造過程的至少一個過程參數(shù)。這種過程參數(shù)可以包含溫度、壓力的調(diào)節(jié)、可流動的基材的供給、噴射和固化時間間隔的選擇等。特別地，未來部件的制造可以使用參數(shù)集執(zhí)行，所述參數(shù)集與部件過去已經(jīng)制造所根據(jù)的參數(shù)集對比時變化。
[0044]在一個實施例中，控制單元構(gòu)造成用于基于感測信號的時間特性控制制造過程的計時。例如，可流動的基材的供給可以基于檢測信息進行計時。
[0045]在一個實施例中，聲學(xué)傳感器包括一個或多個聲波生成兀件，所述聲波生成兀件在處理腔處并且構(gòu)造成用于響應(yīng)于可流動的基材被引入處理腔而生成聲波；和一個或多個聲波敏感元件，所述聲波敏感元件定位到處理腔的外側(cè)，特別地在工具的最外側(cè)殼體的外側(cè)處，并且構(gòu)造成用于感測生成的聲波，特別地構(gòu)造成用于感測生成的結(jié)構(gòu)-承載(structure-borne)的聲波,并且用于基于感測到的聲波確定聲學(xué)信號。在這種實施例中，傳感器包括生成聲波和通過諸如附接到工具外表面的壓電元件的相應(yīng)地敏感元件檢測聲波的機構(gòu)。與此相比，聲波生成元件可以是噪聲主體等并且可以被設(shè)置在工具中(可能地，但是不必然定位在模塑腔中)。
[0046]在一個實施例中，工具包括構(gòu)造成用于從傳感器信號確定指示可流動的基材和工具之間相互作用的信息的確定單元(所述確定單元可以形成提供控制任務(wù)的相同處理器的部分或可以是分離的處理器)。因此，被檢測到的信息可以是相互作用的直接指紋圖譜，例如可以是相互作用(例如力的傳輸)已經(jīng)發(fā)生的時間點。
[0047]在一個實施例中，聲學(xué)傳感器包括活動致動器，活動致動器在不存在可流動的基材的情況下被安裝以至少部分地定位在處理腔中或在存在可流動的基材的情況下被定位在處理腔的外側(cè)。因此，將可流動的基材噴射進入處理腔可以觸發(fā)致動器的滑行運動。也就是說，可流動的基材之間的物理接觸可以是用于致動器滑行出可流動的基材被注入的腔之外的觸發(fā)件。因此，可流動的基材可以將活動致動器按壓到處理腔外。
[0048]在一個實施例中，定位在處理腔中的聲學(xué)傳感器的部分是純粹機械的，特別地沒有電子元件。聲學(xué)傳感器可以由多個構(gòu)件構(gòu)成，所述多個構(gòu)件的部分定位在處理腔中(諸如活動致動器和聲波生成元件)并且所述多個構(gòu)件的剩余部分定位在處理腔外部或附接到所述處理腔外表面。有利的是前者不需要任何電纜和/或免于傾向于在制造過程中可能發(fā)生的嚴酷條件下退化的電子構(gòu)件。因此，將在工具中成為一體的所有的傳感器構(gòu)件專門地構(gòu)造為機械的構(gòu)件允許省略將電信號或電動力供給傳輸?shù)焦ぞ邇?nèi)部。
[0049]在一個實施例中，聲學(xué)傳感器可以是能夠檢測傳輸通過固體主體的聲波的主體噪聲傳感器。然而，還可替換地可能的是聲學(xué)傳感器檢測空氣中的傳感器信號。通過檢測主體噪聲，還可能的是通過評估聲學(xué)傳感器信號得到壓力信息。因此，可流動的基材流過處理腔所根據(jù)的壓力可以被確定，所述壓力依次與可流動的基材的流動速度相關(guān)。可流動的基材的流動速度是制造過程的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。
[0050]在一個實施例中，聲學(xué)傳感器信號用于確定可流動的基材目前定位在處理腔中的位置，以相應(yīng)地允許調(diào)節(jié)將另外的可流動的基材供給到處理腔。
[0051]在一個實施例中，可能的是測量噪聲【背景技術(shù)】(例如在啟動制造過程前)并且將對應(yīng)的背景信號從傳感器信號減去以執(zhí)行基線校正。
[0052]隨后，根據(jù)第二方面的聲學(xué)傳感器的另外的示例性實施例將被解釋。然而，這些實施例也適用于工具、控制制造過程的方法、和根據(jù)第一方面的使用方法。
[0053]在一個實施例中，活動致動器是構(gòu)造成用于將被制造的部件排出處理腔外的排出銷。通過也將排出銷用作活動致動器，活動致動器可以協(xié)同地用于兩個目的，即一方面排出固化的噴射模塑部件，并且另一方面作為傳感器的一部分用于監(jiān)測制造過程。因此，一個傳感器部分可以產(chǎn)生通過另一傳感器部分檢測的聲波。因此，緊湊的工具可以被提供，其中排出功能和傳感器信號生成可以在功能上相關(guān)，從而提供有意義的傳感器信息并且在部件的制造過程完成之后將部件可靠地從處理腔移除。
[0054]在另一個實施例中，活動致動器和聲波生成元件一體地形成為共同的結(jié)構(gòu)，特別地構(gòu)造為致動器主體在移動時內(nèi)在地生成咔嗒噪聲。在這種實施例中，一方面由可流動的基材觸發(fā)的活動致動器的運動和另一方面由對應(yīng)的敏感元件檢測到的聲波的生成可以是由快速動作提供的一個和相同的過程。這種快速動作可以將共同的結(jié)構(gòu)從一個穩(wěn)定的機械構(gòu)造轉(zhuǎn)換為另一個穩(wěn)定的機械構(gòu)造，其中所述轉(zhuǎn)換伴隨著咔塔聲("Knackfrosch")。作為進一步可替換的，可振動的薄膜等同樣可以被使用。
[0055]在一個實施例中，聲學(xué)傳感器進一步包括構(gòu)造成用于感測由聲學(xué)信號發(fā)生器產(chǎn)生的聲波的和用于基于感測的聲波確定聲學(xué)信號的聲波敏感兀件。這種聲學(xué)敏感兀件可以認為是實際的聲波探測器并且以電子的或電磁的形式提供輸出信號。在一個實施例中，聲波敏感元件是由壓電元件、半導(dǎo)體元件和基于擴音器的膜組成的一組。然而，這些僅是例子，并且其它的示例性實施例同樣是可能的。聲波敏感元件可以附接到工具的外表面。
[0056]在一個實施例中，聲學(xué)傳感器包括壓力確定單元，所述壓力確定單元構(gòu)造成用于基于被確定的聲學(xué)信號確定指示處理腔中壓力隨時間變化特性的信息。在這種實施例中，聲學(xué)信號可以被重新計算，使得可以得到與制造工具內(nèi)部的壓力相關(guān)的進一步的信息。處理腔中被檢測到的聲波和壓力條件之間的實驗上獲得或理論上計算的相互關(guān)系可以用于該壓力確定過程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0057]本發(fā)明將參照而不受限于的實施例的例子在下文被更詳細地描述:
[0058]圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于通過可流動的塑料材料制造噴射模塑部件的噴射模塑工具的聲學(xué)傳感器部分。
[0059]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的噴射模塑工具。
[0060]圖3是方框圖，圖示用于評估根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例測量的能夠檢測的聲學(xué)信號的過程和硬件構(gòu)件。
[0061]圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的通過可流動的基材制造的噴射模塑部件的圖像。
[0062]圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的每單位時間的多個樣本和工具的加速度之間的依賴關(guān)系的示意圖。
[0063]圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的每單位時間的多個樣本和用于通過可流動的基材制造部件的工具的螺桿位置之間的依賴關(guān)系的示意圖。
[0064]圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例的用于通過可流動的基材制造部件的工具的橫截面。
[0065]圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于通過可流動的基材制造部件的工具的圖像。
[0066]圖9是圖不根據(jù)本發(fā)明的不例性實施例的一方面時間和另一方面噴射模塑工具的聲學(xué)信號或螺桿位置之間的相關(guān)性的示意圖。
[0067]圖10是與圖9相似的示意圖。
[0068]圖11示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的具有聲學(xué)傳感器的噴射模塑工具的俯視圖。
[0069]圖12示出在工具中具有模塑部件的、沿著圖11的噴射模塑工具的線A-A的剖視圖。
[0070]圖13示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的在可流動的基材和排出銷之間相互作用之前的具有聲學(xué)傳感器的噴射模塑工具。
[0071]圖14示出在可流動的基材和排出銷之間相互作用之后的圖13的噴射模塑工具。

【具體實施方式】
[0072]附圖中的描述是用示意圖進行的描述。在不同的附圖中，類似的或相同的元件設(shè)置有相同的參考標(biāo)記。
[0073]圖1描述用于通過融化的或可流動的塑料材料制造噴射模塑部件的噴射模塑工具 100。
[0074]更精確地，如在噴射模塑【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)熟練的人員所知，可流動的流體塑料材料被在高溫條件下注入處理腔102的腔(圖1中僅局部地示出)中，可流動的塑料材料固化在所述腔中，從而以形成與腔的形狀一致的噴射模塑部件。因此，可流動的基材被引入處理腔102，用于制造噴射模塑部件。此外，圖1示出可流動的基材流動通路112，如圖1中的水平箭頭指示，可流動的基材可以被引導(dǎo)通過所述易流動的母材流動通路112。通路112由處理腔102的殼體部件116限制。
[0075]將在下文更詳細地解釋的聲學(xué)傳感器104構(gòu)造成用于在感測源自工具100的處理腔102的聲波時生成聲學(xué)信號(以電子形式)。聲學(xué)信號提供關(guān)于部件的目前的制造過程的信息，并且因此可以用于調(diào)節(jié)目前部件的制造過程的其余部分和/或用于操縱其它部件的隨后的制造過程。
[0076]例如可能是微處理器或中央處理器(CPU)的控制單元(圖1中未示出)基于感測到的聲學(xué)信號在調(diào)節(jié)諸如處理腔102中的溫度、處理腔102中的壓力、處理腔102中的一定量的可流動的基材的供應(yīng)計劃等過程相關(guān)的參數(shù)方面控制制造過程。換句話說，感測到的聲學(xué)信號可以認為是處理腔102中的條件的指紋圖譜(fingerprint)和工藝流程，使得對聲學(xué)信號特征的檢測和評估可以用于過程控制、調(diào)節(jié)和記錄目的。
[0077]聲學(xué)傳感器104構(gòu)造成用于感測源自處理腔102而不是源自可流動的基材的這種聲學(xué)信號。更精確地，在可流動的基材被注入處理腔102的腔中時，處理腔102與可流動的基材互相作用。這種相互作用導(dǎo)致(這將隨后進行更詳細地解釋)直接生成隨后可以被感測到的聲音。聲學(xué)傳感器104包括定位以能夠在兩個狀態(tài)之間滑動的活動致動器銷110。在第一狀態(tài)中，活動致動器銷110在不存在可流動的基材的條件下呈現(xiàn)在處理腔102的腔中(例如被諸如彈簧的偏置元件調(diào)節(jié)，在第一狀態(tài)中偏置活動致動器銷110)，活動致動器銷110局部地突出進入處理腔102的腔中(見圖1)。在第二狀態(tài)中，活動致動器銷110已經(jīng)被完全地驅(qū)動到處理腔102的腔外，并且嵌入在處理腔102的殼體116中(見圖1中的細節(jié)170)。第二狀態(tài)通過將可流動的基材172傳輸進入處理腔102觸發(fā)。這將活動致動器銷110按壓到處理腔102的腔外。在活動致動器銷110被推動到材料流動通路112外時(根據(jù)圖1向下)，活動致動器銷110撞擊對應(yīng)設(shè)置的聲波生成元件106 (諸如U形金屬主體)，使得后者生成預(yù)定頻率特性的聲波174。在示出的實施例中，活動致動器銷110是排出銷，所述排出銷構(gòu)造成用于在從第二狀態(tài)移動到第一狀態(tài)時(例如通過馬達、手動地通過用戶等觸發(fā))將被制造的和固化的部件排出處理腔102外。換句話說，在已經(jīng)完成制造過程之后，排出銷110用于從處理腔102移除完成的(即固化的)部件。在該實施例中，排出銷110還被協(xié)同用于排出任務(wù)以及用于噪聲發(fā)生器。
[0078]盡管活動致動器110以及聲波生成元件106被定位在工具100中(然而二者以無線方式安裝)，聲學(xué)傳感器104的聲波敏感元件108附接到工具100的外表面，以從外部的位置易于接近。聲波敏感元件108被提供并且構(gòu)造成用于感測通過活動致動器銷110和聲學(xué)信號發(fā)生器106之間的碰撞生成的聲波174，并且用于基于感測到的聲波確定聲學(xué)信號。在示出的實施例中，聲波敏感元件108是可以被附接到工具100外部使得任何被引導(dǎo)通過工具100的電纜連接可以被省略的壓力傳感器。將聲波敏感元件108連接到控制單元用于傳輸傳感器信號等的電纜190被定位在處理腔102外部。此外，通過將聲波敏感元件108外部地附接到工具100的外表面，聲波敏感元件108與可能在處理腔102中存在的高溫和高壓不直接接觸。
[0079]在示出的實施例中，聲學(xué)傳感器104構(gòu)造成用于感測尤其位于8kHz或在約8kHz附近的頻率的聲學(xué)信號。位于該頻率的聲波174由協(xié)作部件110、106發(fā)出作為它們的構(gòu)造的結(jié)果(形狀、材料、尺寸)。
[0080]圖1中描述的另一個細節(jié)160示出協(xié)作部件110、106的可替換的部件，其中活動致動器銷110和聲波發(fā)生器單元106形成為兩個分離的部件。與此相比，細節(jié)160示出活動致動器和聲波生成元件一體地形成共同的結(jié)構(gòu)150 (即成為改變其形狀時內(nèi)在地生成咔嗒噪聲的快速動作主體150)的實施例?？焖賱幼髦黧w150在上方的第一狀態(tài)(即在上方的位置中)的細節(jié)160中通過點線示出。在將可流動的基材注射進入通路112時，可流動的基材將力施加到快速動作(snap)主體150，強迫其從第一狀態(tài)快速進入第二狀態(tài)(在細節(jié)160中通過實線示出，下方的位置)并且因此產(chǎn)生被聲波敏感元件108檢測到的聲波。
[0081]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例的噴射模塑工具100。
[0082]在圖2中，示出控制單元200?？刂茊卧?00接收源自可以由如圖1所示的或其它的方式組成的兩個聲學(xué)傳感器104、202的傳感器信號。接著，控制單元200控制經(jīng)由漏斗206進入螺桿傳動單元204用于制造部件的基材的供給。材料可以被提供(例如)為顆粒物208并且可以在螺桿驅(qū)動單元204中通過供給熱能被融化，例如由沿著螺桿驅(qū)動單元204的伸出部施加的連續(xù)增加溫度輪廓提供。如此產(chǎn)生的可流動的基材隨后被引入由兩個協(xié)作的模件半部分210、212限制和限定的處理腔102。每個模件半部分210、212具有指定的聲學(xué)傳感器104、202，用于對聲學(xué)信號進行空間上依賴的檢測。排出腔214設(shè)置在模件半部分210、212的下游。很容易地制造的噴射模塑部件從模件半部分210、212排出并且被貯存在那里。
[0083]評估單元216被示出，其用于在將預(yù)處理的傳感器信號從評估單元216傳輸?shù)娇刂茊卧?00之前評估從聲學(xué)傳感器104、202得到的未處理的傳感器信號。
[0084]圖2中示出的示意圖具有沿著其繪制頻率的橫坐標(biāo)220并且具有沿著其繪制強度的縱座標(biāo)222。示意圖示出具有指定的非重疊頻率范圍的并且具有位于頻率和f2的最大值的兩個聲學(xué)共振224、226。兩個聲學(xué)傳感器104、202中的每個聲學(xué)傳感器專門地在指定的頻率范圍內(nèi)操作(在聲學(xué)信號生成和檢測敏感度方面)，使得避免任何不想要的干擾。因此，基于指定到各種聲學(xué)傳感器104、202的頻率分析和預(yù)知的頻率行為(共振頻率、半高全寬)，可能基于在圖2的細節(jié)中示出的時間測量相關(guān)的頻率獲得空間分辨的過程信息。
[0085]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的具有數(shù)個關(guān)于聲學(xué)信號評估的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的方框圖。
[0086]壓力傳感器300或任何其它的聲波敏感元件(諸如擴音器)可以檢測主體噪聲形式(與工具100的主體相關(guān))或傳輸通過諸如空氣的氣體的聲波形式的聲波。被接收的未處理的信號隨后被發(fā)送到允許在可限定的通帶(諸如聲學(xué)共振224、226中的一個的頻帶)內(nèi)選擇性地傳遞傳感器信號的頻率成分的帶通濾波器304。在圖樣分析單元306中，被過濾的聲學(xué)信號的圖樣分析被執(zhí)行，以檢測諸如最高頻率、半高全寬、與最高頻率相關(guān)的時間點、強度等的特征。雖然圖3中未示出，但是基線校正可以例如在進行圖樣分析之前執(zhí)行。
[0087]隨后，傳感器信號可以成為時間分析的主題，見方塊308。這里，可以分析聲學(xué)傳感器信號的時序，以得到空間信息等?？蛇x擇的壓力分析方塊302允許基于檢測到的主體噪聲信號得到處理腔102中的可流動基材的壓力信息和流速信息。被處理的信號隨后可以被傳送到控制單元310 (所述控制單元310可以或不可以相當(dāng)于圖2的控制單元200)作為控制制造過程的基礎(chǔ)。
[0088]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實施例制造的部件400。部件400可以通過多個排出銷(由圖4中的黑色箭頭402、406、408指示)從制造工具排出。參考數(shù)字404指示柵(噴射點)。
[0089]圖5是示意圖500，具有每單位時間內(nèi)的多個樣本沿著其繪制的橫坐標(biāo)502。沿著縱座標(biāo)504，繪制被檢測到的加速度(等同于主體噪聲)。相應(yīng)地，圖6是示意圖600，具有每單位時間內(nèi)的樣本數(shù)量沿著其再次繪制的橫坐標(biāo)602。沿著縱座標(biāo)604，繪制噴射模塑機械的螺桿位置。
[0090]圖5因此繪制加速度信號，并且圖6繪制同時記錄的螺桿位置(標(biāo)記I指示在標(biāo)記2處結(jié)束的噴射過程的開始)。在示意圖500中，繪制各個排出銷的聲學(xué)信號。定位于流動路徑末端處的排出銷408的信號與其它傳感器信號(圖5中的標(biāo)記c)比較特別高。根據(jù)圖5中的標(biāo)記a和b的信號可能源自排出銷402或406或可能源自噴射模塑工具的其它的元件。
[0091]圖7是與圖1中示出的一個實施例相似的但是進一步顯示結(jié)構(gòu)細節(jié)的實施例的截面圖。相同之處保持適用于圖8。
[0092]圖9是示意圖900，具有沿著其繪制時間的橫坐標(biāo)902。沿著縱座標(biāo)902，由聲學(xué)傳感器根據(jù)本發(fā)明的實施例以及對應(yīng)的螺桿位置(見曲線906)檢測到的聲學(xué)信號(見曲線908)被繪制。曲線910示出通過傳統(tǒng)的溫度傳感器獲得的信號。如可以從圖9獲得的信息，由本發(fā)明的聲學(xué)傳感器和使用常規(guī)的溫度傳感器測量的檢測時間912以很好的相互關(guān)系彼此對應(yīng)。
[0093]圖10示出示意圖1000,所述示意圖1000與圖9中示出的示意圖相似(曲線1006對應(yīng)曲線906，曲線1008對應(yīng)曲線908，曲線1010對應(yīng)曲線910)但是已經(jīng)被記錄而無需聲學(xué)元件。因為圖10的曲線1008中不具有由參考數(shù)字912指示的光譜特征，可以得出結(jié)論，該光譜特征實際上源自聲學(xué)元件。
[0094]圖11示出俯視圖1100，并且圖12示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的沿著具有聲學(xué)傳感器104的噴射模塑工具1120的線A-A獲得的橫截面圖1150，具有在工具1120中的容易地模塑的部件1102?？梢灶A(yù)見排出銷1104用于與排出包1106組合用于排出固化的模塑部件1102(包括融渣)。預(yù)見另一個排出銷110用于排出固化的模塑部件1102并且用于在鄰接抵靠發(fā)聲主體106時產(chǎn)生聲學(xué)信號。
[0095]圖13示出具有根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例的聲學(xué)傳感器的噴射模塑工具1350。在圖13中，工具1350示出處于在可流動的基材1300(熔融物質(zhì))和排出銷110之間發(fā)生相互作用之前的操作模式。
[0096]如圖14所示，在可流動基材1300和排出銷110之間的相互作用之后，所述排出銷110壓靠著噪聲生成主體106。相應(yīng)地生成的聲音被檢測到(圖13和圖14中未示出)，用于控制隨后地將可流動的基材1300注射進入腔112中的計時。
[0097]最后，應(yīng)該說明以上提到的實施例描繪了而不是限制了本發(fā)明，并且在本【技術(shù)領(lǐng)域】熟練的那些人員將能夠在沒有違背通過隨附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的條件下設(shè)計許多可替代的實施例。在權(quán)利要求中，位于圓括號中的任何參考標(biāo)記不應(yīng)該理解為限制所述權(quán)利要求。單詞"包括(comprising)"和"包括(comprises)"等不排除不同于作為整體在任何權(quán)利要求或細節(jié)中列出的那些內(nèi)容的元件或步驟的存在。對元件的單個引用不排除對這種元件的多個引用并且反之亦然。在列舉數(shù)個裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，這些裝置中的數(shù)個裝置可以通過軟件或硬件的一個和相同的項目具體化。僅僅在不同的從屬權(quán)利要求中相互列舉的一些測量數(shù)據(jù)的事實不表示這些測量數(shù)據(jù)的組合不能用于獲益。
【權(quán)利要求】
1.一種用于從可流動基材制造部件的工具(100)，所述工具(100)包括: 處理腔(102)，可流動基材能夠被引入所述處理腔中用于制造所述部件； 聲學(xué)傳感器(104)，所述聲學(xué)傳感器被構(gòu)造成用于在制造過程中感測聲學(xué)信號，該聲學(xué)信號源自工具(100)、特別是源自處理腔(102)的聲學(xué)信號，并且指示可流動基材與工具(100)、特別是與處理腔(102)之間的相互作用，其中聲學(xué)傳感器(104)包括活動致動器(110)； 控制單元(200)，所述控制單元被配置成用于基于被感測到的聲學(xué)信號控制和/或記錄處理腔(102)中的制造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具(100)，所述聲學(xué)傳感器(104)是根據(jù)權(quán)利要求15到20中的任一項構(gòu)造的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工具(100)，該工具被構(gòu)造成為用于通過初始模塑制造部件的原模工具(100)，特別是被構(gòu)造成為噴射模塑工具(100)或壓鑄工具或相似的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的工具(100)，其中所述聲學(xué)傳感器(104)被構(gòu)造成用于感測在IHz和500kHz之間、特別是在10Hz和30kHz之間的頻率范圍內(nèi)的聲學(xué)信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的工具(100)，包括多個聲學(xué)傳感器(104、202)，特別地所述每個聲學(xué)傳感器是根據(jù)權(quán)利要求14到19中任一項被構(gòu)造的，每個聲學(xué)傳感器被構(gòu)造成用于在制造過程中感測源自工具(100)、特別地源自處理腔(102)的聲學(xué)信號，并且每個聲學(xué)傳感器定位在相對于處理腔(102)的不同位置處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工具(100)，其中所述多個聲學(xué)傳感器(104、202)中的每個聲學(xué)傳感器對相應(yīng)的頻率范圍內(nèi)的聲學(xué)信號是敏感的，該頻率范圍與至少一個其它的頻率范圍是不同的、特別是與所有其它的頻率范圍是不同的，所述多個聲學(xué)傳感器(104、202)中的至少一個其它的聲學(xué)傳感器在所述至少一個其它的頻率范圍內(nèi)是敏感的，特別地所述多個聲學(xué)傳感器(104、202)中的所有的其它的聲學(xué)傳感器在所述所有其它的頻率范圍內(nèi)是敏感的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的工具(100)，其中所述控制單元(200)被配置成用于基于在時域內(nèi)對所述多個聲學(xué)傳感器(104、202)的傳感器信號的分析控制制造。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的工具(100)，其中所述控制單元(200)被配置成用于基于從各個頻率范圍與相應(yīng)的聲學(xué)傳感器(104、202)的預(yù)知位置之間的相互關(guān)系獲得的空間信息控制制造。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一項所述的工具(100)，其中所述控制單元(200)被配置成用于基于感測到的聲學(xué)信號調(diào)節(jié)制造工藝的至少一個工藝參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項所述的工具(100)，其中控制單元(200)被配置成用于基于感測到的信號的時間特性控制制造工藝的計時。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項所述的工具(100)，其中所述聲學(xué)傳感器(104)包括: 聲波生成元件(106)，所述聲波生成元件位于處理腔(102)處并且被構(gòu)造成用于響應(yīng)于可流動基材到處理腔(102)中的引入而生成聲波； 聲波敏感元件(108)，所述聲波敏感元件定位在處理腔(102)的外側(cè)，特別地在工具(100)的最外部殼體的外側(cè)，并且被構(gòu)造成用于感測生成的聲波，特別地被構(gòu)造成用于感測生成的結(jié)構(gòu)-承載的聲波，并且用于基于感測到的聲波確定所述聲學(xué)信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一項所述的工具(100)，包括確定單元(216)，所述確定單元被配置成用于從傳感器信號確定指示可流動基材和工具(100)之間的相互作用的信肩、O
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12中任一項所述的工具(100)，其中所述活動致動器(110)被安裝成在不存在可流動基材的條件下至少部分地設(shè)置在處理腔(102)中，或在存在可流動基材的條件下設(shè)置在處理腔(102)的外側(cè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1到13中任一項所述的工具(100)，其中所述聲學(xué)傳感器(14)設(shè)置在處理腔(102)內(nèi)的部分是純粹機械的、特別地沒有電子裝置。
15.一種聲學(xué)傳感器(104)，用于感測源自工具(100)、特別地源自工具(100)的處理腔(102)的聲學(xué)信號，所述工具用于從可流動基材制造部件，所述聲學(xué)傳感器(104)包括: 至少一個活動致動器(110)，所述至少一個活動致動器定位在處理腔(102)處并且被構(gòu)造成用于響應(yīng)于可流動基材到處理腔(102)中的引入而由所述可流動基材移動； 至少一個聲波生成元件(106)，所述至少一個聲波生成元件被構(gòu)造成用于在被由所述可流動基材移動的所述至少一個致動器(110)撞擊時生成具有預(yù)定頻率特性的聲波。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的聲學(xué)傳感器(104)，其中所述活動致動器(110)是被構(gòu)造成用于將被制造的部件排出到處理腔(102)外的排出銷。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的聲學(xué)傳感器(104)，其中所述活動致動器和所述聲波生成元件一體地形成為一共同結(jié)構(gòu)(150)，特別地構(gòu)造成在移動時固有地生成咔嗒噪聲的致動器主體(150)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15到17中任一項所述的聲學(xué)傳感器(104)，進一步包括至少一個聲波敏感元件(108)，所述至少一個聲波敏感元件被構(gòu)造成用于感測由所述至少一個聲學(xué)信號生成器(106)生成的聲波和用于基于感測到的聲波確定所述聲學(xué)信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的聲學(xué)傳感器(104)，其中所述聲波敏感元件是從由壓電元件(108)、半導(dǎo)體元件和基于薄膜的擴音器(300)組成的組中的一個元件。
20.根據(jù)權(quán)利要求15到19中任一項所述的聲學(xué)傳感器(104)，包括壓力確定單元(302)，所述壓力確定單元被配置成用于基于確定的聲學(xué)信號確定指示處理腔(102)中的壓力隨時間變化的特性的信息。
21.—種控制工具(100)中的部件的制造的方法，所述方法包括下述步驟: 將可流動基材引入到用于制造所述部件的工具(100)的處理腔(102)中。 感測源自處理腔(102)并且指示制造過程中可流動基材和處理腔(102)之間的相互作用的聲學(xué)信號，其中聲學(xué)傳感器(104)的活動致動器(110)的運動有助于生成所述聲學(xué)信號; 基于感測到的聲學(xué)信號控制和/或記錄處理腔(102)中的制造。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述活動致動器(110)的運動是由所述可流動基材在處理腔(102)中流動時從所述可流動基材施加在所述活動致動器(110)上的力引起的。
23.一種方法，所述方法使用直接源自處理腔(102)中的活動致動器(110)的聲學(xué)信號 控制和/或記錄從可流動基材制造部件的制造過程。
【文檔編號】B29C45/76GK104144778SQ201280071138
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月23日
【發(fā)明者】克利斯汀·庫克拉, 托馬斯·盧西思恩, 格哈德·拉斯, 佛洛里安·米勒 申請人:萊奧本礦業(yè)大學(xué)