从头开始设置复杂的顺序阀切换程序非常耗时，需要设置者有丰富的经验。在工艺开发过程中，设置者会遇到均匀填充（防止流痕、熔接线和气泡）和均匀保压（防止局部凹陷）之间的矛盾。同时，他们必须把一些不可避免的熔接线移到零件的可接受区域。为了达到所需的零件质量，根据螺杆位置调整阀式进浇喷嘴的顺序开关时间能克服这对矛盾。然而，这些阀式进浇喷嘴的开关时间又取决于注射速度和各个阀式进浇喷嘴分配到的体积流量。

对于生产组装件的家族模具（例如车门内饰板组件），由于零件的结构不同，特别是体积和壁厚，顺序阀设置会更加复杂。熔体要在打开的阀式进浇喷嘴间进行分配，这意味着一个喷嘴的开关会影响到其它零件的填充。除了要控制各型腔中零件的质量外，设置者还面临着使各型腔中填充末端同步以避免过度保压的挑战。

进行顺序阀程序设置时一般关注的是料流前锋相对于进浇点的位置。假如在注射成型过程中可以用合适的传感器系统检测料流前锋的位置，就可以用适当的开环甚至闭环控制方法实现顺序阀程序的自动设置（标题图）。这不仅可以减少上述手动设置带来的大量工作，还可以自动调整参数以校正由材料批次、机器或外部影响引起的波动。

使用获得专利的Priamus型腔壁温度传感器能自动探测料流前锋，从而获悉注射过程中料流前锋的位置。这些传感器与Priamus Fillcontrol Switch软件模块相结合，再加上在阀式进浇喷嘴周围布置更多的传感器就能实现基于事件的控制（图1）。自动顺序阀控制功能（图1左下侧）直接与顺序阀控制模块（图1第二排图中间）通信。填充过程从喷嘴N1开始。当料流前锋到达温度传感器TN2时，向顺序阀控制系统发送切换信号。该信号打开喷嘴N2，填充过程继续，直到料流前锋到达温度传感器TN3。所有的阀式进浇喷嘴在整个保压过程都是打开的，以保持型腔压力。

温度传感器位于阀式进浇喷嘴（TN1-TN4）的紧邻处以及相应的填充末端（TEoF1、TEoF2）。启动填充的喷嘴（N1，N4）不必配备传感器，而是通过顺序阀控制系统中手动选择的切换时间进行传控制（图1底部中的橙色部分）。绿色切换时间由Priamus软件自动确定。此功能可用于单腔和多腔模具的顺序阀自动控制。

在各型腔注射量不同的家族模具中，Priamus Fillcontrol Control V功能通过完全自动、可控的延迟填充实现填充末端的同步（图1右下侧，喷嘴4，绿色和白色剖面线）。各个型腔的填充过程会相互影响，这就是为什么Priamus Fillcontrol Control V只能与Priamus Fillcontrol Switch联合使用，因为该顺序阀控制系统会自动考虑料流前锋位置出现的任何差异，并实时进行调整。

本测试选择了车门内饰板组件家族模具进行测试，该组件由3个零件组装而成，这三个零件排在一个家族模具中（图2）。三个型腔共使用14个热流道阀式进浇喷嘴。热流道喷嘴通过一段冷流道连接到相应的型腔。测试在位于Haslach im Kinzigtal的Foboha（德国）GmbH成型解决方案客户体验中心进行。在这里，巴恩斯注塑工业（Barnes Molding Solutions）所有的工艺解决方案都可以复制用于研发项目、客户试验和有限的生产运行。

模具中所有传感器都连接到Priamus系统，该系统将切换时间发送到外部伽马通量SVGC（顺序阀控制器）。也可以把这些输出信号转发到集成在机器上的顺序阀控制器，或根据具体的热流道设计直接激活阀式进浇喷嘴。独家使用的温度传感器显著降低了系统的复杂性和成本。这种方法适用于一般模具，用于类似的模具更改起来也很简单。

图3说明了手动同步各个型腔填充末端的困难。该图显示了采用手动优化顺序阀设置的情况下阀式进浇喷嘴（灰色）的切换时间以及在填充末端处（T4EoF、T11EoF、T21EoF）料流前锋的到达情况。Priamus系统只是记录测量值，并不实施控制，测量值仅在用于顺序阀切换程序设置后才进行评估。手工进行的顺序阀设置的依据是对单个零件质量特性的目视检查和对填充的初步研究。然而，生产模具通常不会配备这么多的传感器。

图3中的左图描述了手动顺序阀设置下的一个注塑生产循环，其中熔体到达车门内饰板填充末端和车门地图袋填充末端之间的时间差为1.3 s（最差情况）。右图显示了设置者进行大量手动优化后各个阀式进浇喷嘴的切换时间，该设置下熔体到达填充末端的时间差仍然为0.6s（最佳情况）。这些由设置者人为选定的顺序阀切换时间造成了腰梁和车门内饰板的过度保压。这可能导致模具部件过早磨损，并导致需要更高的注塑量。

只有在自动控制开关时间的情况下才可能让所有型腔的填充末端完全同步。不过，要进行自动控制，首先要有一个基本的设置，在这个设置中，所有三个零件都能充满并且最好是用机械手取件。这些设置可以根据仿真数据或顺序阀的手动设置或估计，避免单个型腔的明显过度填充或填充不足。然后再开始通过Priamus系统进行自动控制。为了确保尽可能快的调整，机器和取件过程以自动模式运行。

Priamus Fillcontrol Control V通过检测各个型腔填充末端的料流前锋，自动确定主喷嘴（每个型腔第一个打开的喷嘴）的打开时间延迟。这样可以最大限度地减少每次充满“最快”和“最慢”型腔之间的时间差，从而使所有型腔的填充末端同步（型腔同时充满）（图4）。其它阀式进浇喷嘴的打开时间都可以通过相应喷嘴上的Priamus Fillcontrol Switch实时自动调整。

图4的左下图显示的是第4次循环的数据，其中腰梁（“最快型腔”）和车门内饰板（“最慢型腔”）之间的填充时间差为3.1 s。另外，通过比较第4次和第18次循环中各阀式进浇喷嘴打开时间的差别，可以看出Priamus Fillcontrol Switch还自动调整了各个喷嘴的打开时间，以对各个时间点的注射体积流量变化做出反应。

仅12个循环后就达到了平衡，最终以5.1 s的填充时间收敛，此时填充时间之间的差异小于0.1 s（上图），而后还会在生产过程中不断进行调整。这让系统能够实时对各种工艺波动做出反应，从而自动确保零件质量稳定。

用传统方法设置顺序阀开关时间时，塑料原料流动特性的波动可能需要对工艺进行手动调整。在下述的测试中，用一个无需中断生产过程的从“新材料”到“再改性”的在线材料变更来模拟强烈的批次波动。为了做到这一点，在操作过程中，材料由最初使用的PP材料改成它的“再改性”，该材料通常用于汽车内饰。Priamus Fillcontrol系统测定的结果显示“新材料”（结果为59Pa•s）和“再改性材料“(结果为24 Pa•s)之间的代表性粘度存在明显差异。

图5显示了在线材料更改后填充时间的差异。在循环1时在塑化单元中的仍然是“新材料”。在接下来的几个循环中，其与 “再改性材料”混合。从循环4开始，塑化单元和热流道完全被“再改性材料”充满，需要再次同步填充末端以适应材料变更后的材料特性。从循环5开始，Priamus Fillcontrol系统的连续干预自动调整了所有阀式进浇喷嘴的打开时间，最终从循环7开始各型腔同步充满。填充时间差小于0.1 s，与使用“新材料”时相同。然而，大约0.1s后才到达填充末端。

研究结果表明，在面对家族模具复杂的顺序阀控制时，无论在所需的设置时间还是工艺质量方面，人类都无法与机器对抗。Priamus控制系统可以承担机器设置者耗时且复杂的任务，并为合格人员简化设置过程。除了设置过程，该系统还在后续生产过程中通过持续的监控和控制功能确保产品质量。使用这个来自巴恩斯注塑工业的产品提高了整个产品开发过程和产品生命周期的效率。该产品在接口协调、废料降低、生产启动特性和质量保证等方面有着很大的优势。

顺序阀切换时间的全自动控制可以与Priamus Fillcontrol Switch软件中单个喷嘴的手动设置延迟切换时间相结合。未来将进行更多的研究，以展现该功能如何在不断变化的生产条件（改性塑料、注塑机、模具和热流道）下对熔接线进行管理和持续定位。