KR100806021B1

KR100806021B1 - 클램핑 장치 및 클램핑 방법

Info

Publication number: KR100806021B1
Application number: KR1020060080211A
Authority: KR
Inventors: 마꼬또 쯔지; 사부로 노다
Original assignee: 도시바 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2006-08-24
Publication date: 2008-02-26
Also published as: KR20070024391A; JP4828179B2; JP2007055120A; US7494609B2; CN1919496A; CN100531965C; US20070048398A1

Abstract

클램핑 장치에는 고정 다이 판과, 가동 다이 판과, 복수의 타이 바아의 피결합 부분과 결합되거나 또는 분리될 수 있는 하프 너트와, 복수의 타이 바아의 피스톤을 수용하는 클램핑 실린더와, 피스톤의 위치를 검출하는 위치 센서와, 복수의 클램핑 실린더에 연결되는 복수의 방향 제어 밸브와, 다이 접촉시부터 클램핑의 완료시까지 복수의 타이 바아 사이의 피스톤의 이동량의 차이가 위치 센서의 검출 결과에 기초하여 미리 정해진 허용 가능한 값 내에 있도록 복수의 방향 제어 밸브를 제어하는 제어 유닛이 제공된다.

클램핑 장치, 고정 다이 판, 가동 다이 판, 하프 너트, 클램핑 실린더

Description

클램핑 장치 및 클램핑 방법{CLAMPING DEVICE AND CLAMPING METHOD}

도1은 본 발명의 실시예에 따른 클램핑 장치의 기계부의 구성을 도시하는 부분의 단면을 포함하는 정면도.

도2는 위에서 보았을 때 도1의 클램핑 장치를 도시하는 도면.

도3은 도1의 클램핑 장치의 클램핑의 완료시의 상태를 도시하는 도면.

도4는 도1의 클램핑 장치의 신호 처리 장치를 도시하는 도면.

도5는 도1의 클램핑 장치의 제어 유닛에 의해 수행되는 처리 루틴을 도시하는 플루우 차트.

도6은 도5로부터 연속되는 플로우 차트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 클램핑 장치

2 : 기부

3 : 고정 다이 판

4 : 가동 다이 판

5 : 고정 다이

6 : 가동 다이

7 : 타이 바아

8 : 피스톤

9 : 클램핑 실린더

11, 12 : 활주 판

20 : 하프 너트

41 : 나사 샤프트

43 : 서보 모터

80 : 엔코더

90 : 위치 센서

150 : 유압원

151 : 탱크

본 발명은 클램핑 장치 및 클램핑 방법에 관한 것이다.

클램핑 장치에서, 가동 다이 판과 고정 다이 판 사이의 평행도가 유지되지 않는 경우, 제품의 치수 오차가 더 커지고, 깔쭉깔쭉한 부분이 쉽게 발생되고, 다른 문제도 발생된다. 따라서, 가동 다이 판과 고정 다이 판 사이의 평행도를 유지하기 위한 다양한 기술이 제안되었다. 예를 들어, 일본 특허 공개 (A) 제2004-322609호는, 타이 바아(tie bar)를 따라 가동 다이 판과 고정 다이 판의 주연부 상에서 다이 개폐 방향으로 가동 다이 판을 이동시키기 위해 복수의 볼 나사를 제공하고, 다이 판 사이의 평행도를 유지하면서 클램핑을 수행하기 위해 이러한 복수의 볼 나사의 구동 작동을 개별적으로 제어하는 기술을 개시하고 있다. 다이 판의 평행도를 고려하지는 않지만, 타이 바아 상에 제공된 클램핑을 위한 피스톤의 위치를 검출하는 기술이 알려져 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 (A) 제2004-001470호).

일본 특허 공개 (A) 제2004-322609호의 기술에서, 다이 판 사이의 평행도는 클램핑의 개시에서 다이 접촉시까지 조절된다. 그러나, 클램핑 장치에서, 때로는 다이 판 사이의 평행도는 다이 접촉후부터 클램핑의 완료까지의 기간 동안에도 저하된다.

본 발명의 목적은 다이 접촉후부터 클램핑의 완료까지의 기간 동안 평행도의 저하를 방지하고, 클램핑의 완료시에 다이 판 사이의 평행도를 유지할 수 있는 클램핑 장치 및 클램핑 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, 고정 다이와 가동 다이를 클램핑하기 위한 클램핑 장치가 제공되고, 상기 클램핑 장치는 고정 다이를 보유하는 고정 다이 판과; 가동 다이를 보유하고 고정 다이 판에 대해 다이 개폐 방향으로 이동 가능한 가동 다이 판과; 고정 다이 판과 가동 다이 판 중의 하나와 결합하는 피결합 부분과, 고정 다이 판과 가동 다이 판 중의 다른 하나에 수용되는 피스톤을 각각 갖고 클랭핑 힘을 발생시키는 복수의 타이 바아와; 고정 다이 판과 가동 다이 판 중의 하나에 각각 제공되고, 복수의 타이 바아 중의 하나의 피결합 부분과 결합되거나 또는 분리될 수 있는 복수의 결합부와; 고정 다이 판과 가동 다이 판 중의 다른 하나에 각각 제공되고, 복수의 타이 바아 중의 하나의 피스톤을 수용하는 실린더 챔버와 실린더 챔버로 클램핑 힘을 발생시키는 작동 유체를 공급하는 적어도 2개의 작동 유체 공급부를 갖는 복수의 클램핑 실린더와; 복수의 타이 바아의 피스톤의 이동량을 확인할 수 있는 물리적인 양을 검출하는 검출자와; 작동 유체 공급부에 각각 연결되고, 복수의 클램핑 실린더 중의 하나의 피스톤에 의해 분리되는 제1 실린더 챔버와 제2 실린더 챔버 사이에서 상기 작동 유체의 공급 지점을 절환하는 복수의 방향 제어 밸브와; 다이 접촉시부터 클램핑의 완료시까지 상기 복수의 타이 바아 사이의 상기 피스톤의 이동량의 차이가 미리 정해진 허용 가능한 값 내에 있도록 검출자의 검출 결과에 기초하여 복수의 방향 제어 밸브를 제어하는 제어부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 장치는 고정 다이 판에 대해 다이 개폐 방향으로 가동 다이 판을 이동시키는 다이 개폐용 구동부를 더 포함하고, 다이 폐쇄 작동 중에, 상기 제어부는, 다이 접촉 전에 가동 다이 판의 이동 속도를 저속으로 절환하도록 다이 개폐용 구동부를 제어하고, 저속으로의 절환과 동시에 또는 그 후에 다이 폐쇄 방향으로 복수의 타이 바아의 이동을 개시하도록 방향 제어 밸브를 제어하고, 복수의 타이 바아의 피결합 부분과 복수의 결합부가 가동 다이 판과 복수의 타이 바아가 이동하는 상태에서 다이 접촉 전에 결합되도록 복수의 결합부를 제어한다.

바람직하게는, 다이 폐쇄 작동 중에 상기 제어부는, 검출자의 검출 결과에 기초한 복수의 타이 바아의 이동 속도를 고려하여 복수의 타이 바아의 이동 속도를 제어하고, 가동 다이 판의 이동 속도와 복수의 타이 바아의 이동 속도 사이의 차이가 미리 정해진 허용 가능한 값 내에 있을 때 복수의 타이 바아의 피결합 부분과 결합부가 결합되도록 결합부를 제어한다.

바람직하게는, 상기 피결합 부분은 복수의 타이 바아의 외주연 면 상에 형성되고, 복수의 타이 바아의 축 방향을 따라 배열된 복수의 홈을 포함하고, 상기 결합부는 돌출부를 포함하고, 피결합 부분과 결합부는 임의의 복수의 홈과 돌출부의 결합에 의해 결합되고, 가동 다이 판에 대해 고정되고 축 방향으로의 상기 복수의 타이 바아의 이동에 의한 상기 복수의 타이 바아의 외주연 면으로부터 거리의 변화에 따라 신호를 출력하는 근접 스위치가 제공되고, 제어부는 근접 스위치로부터의 신호에 기초하여 결합부에 대한 복수의 홈의 위치를 검출하고, 임의의 복수의 홈과 돌출부가 결합하도록 결합부를 제어한다.

본 발명의 제2 태양에 따르면, 고정 다이를 보유하는 고정 다이 판과, 가동 다이를 보유하고 고정 다이 판에 대해 다이 개폐 방향으로 이동 가능한 가동 다이 판과, 피결합 부분과 피스톤을 각각 갖는 복수의 타이 바아와, 고정 다이 판과 가동 다이 판 중의 하나에 각각 제공되고 복수의 타이 바아 중의 하나의 피결합 부분과 결합되거나 또는 분리될 수 있는 복수의 결합부와, 고정 다이 판과 가동 다이 판 중의 다른 하나에 각각 제공되고 복수의 타이 바아 중의 하나의 피스톤을 수용하는 실린더 챔버와 실린더 챔버로 클램핑 힘을 발생시키는 작동 유체를 공급하는 적어도 2개의 작동 유체 공급부를 갖는 복수의 클램핑 실린더를 포함하는 클램핑 기구를 갖는 성형 기계의 클램핑 방법이 제공되고, 상기 방법은 다이 접촉시부터 복수의 타이 바아의 피스톤의 이동량을 측정하는 단계와, 복수의 타이 바아 사이의 측정된 이동량의 차이가 클램핑의 완료시에 미리 정해진 허용 가능한 값 내에 있도록 실린더 챔버 내로 작동 유체의 공급량을 조절하는 단계를 포함한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 다이 접촉부터 클램핑의 완료까지의 기간 동안 평행도의 저하가 방지되고, 다이 판 사이의 평행도는 클램핑의 완료시에도 유지될 수 있다.

본 발명의 이러한 및 다른 목적 및 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 주어진 이하의 바람직한 실시예의 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명된다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 클램핑 장치(1)의 기계부의 구성을 도시하는 부분의 단면을 포함하는 정면도이고, 다이 두께 조절 전의 상태를 도시한다. 또한, 도2는 위에서 보았을 때 도1의 클램핑 장치(1)를 도시하는 도면이다. 도3은 클램핑 장치(1)의 기계부의 구성을 도시하는 부분의 단면을 포함하는 정면도이고, 클램핑의 완료후에 용융 금속(ML)이 주입된 상태를 도시한다. 본 실시예에 따른 클램핑 장치는 다이 캐스트 기계에 적용된다. 클램핑 장치(1)는 주로 다이를 개폐하기 위해 사용되는 이동 기구(40)와, 주로 클램핑을 위해 사용되는 클램핑 실린더(9)를 갖는 소위 복합형 클램핑 장치로 구성된다. 또한, 클램핑 장치(1)는 고정 다이 판(3), 가동 다이 판(4), 타이 바아(7) 및 하프 너트(half nut)(결합부)(20)를 갖는다. 하프 너트(20)는 본 발명의 결합 수단의 실시예이다.

고정 다이 판(3)은 기부(2) 상에 고정된다. 이러한 고정 다이 판(3)은 그 전방 면상에 고정 다이(5)를 유지한다. 가동 다이 판(4)은 그 전방 면[고정 다이 판(3)에 대향되는 측부]상에 가동 다이(6)를 유지한다. 가동 다이 판(4)은 기부(2) 상에 제공되어, 가동 다이 판이 다이 개방 방향(A1) 및 다이 폐쇄 방향(A2)으로 이동할 수 있다. 특히, 기부(2) 상에 고정된 활주 판(11)과, 가동 다이 판(4) 아래에 고정되어 활주 판(11)에 대해 활주가능한 활주 판(12)에 의해, 슬라이더가 형성된다. 이로 인해, 가동 다이 판(4)은 기부(2)에 대해 이동 가능하게 지지된다. 또한, 가동 다이 판(4)은 타이 바아(7)가 삽입되는 관통 구멍(4h)을 구비하여 형성된다. 이러한 관통 구멍(4h)은 예를 들어, 가동 다이 판(4)의 4개의 코너에 형성된다. 고정 다이(5)와 가동 다이(6)로 구성되는 한 쌍의 다이를 클램핑함으로써, 고정 다이(5)의 오목부(5a)와 가동 다이(6)의 오목부(6a) 사이에는 공동이 형성된다.

슬리브(60)는 고정 다이 판(3)의 후방면 상에 제공된다. 플런저 팁(61)은 슬리브(60) 내로 끼워진다. 플런저 팁(61)이 연결되는 팁 단부를 갖는 플런저 로드(62)는 커플링(63)을 거쳐 사출 실린더(65)의 피스톤 로드(64)와 연결된다. 사출 실린더(65)는 유압에 의해 구동되어 피스톤 로드(64)를 전후방으로 이동시킨다. 용융 금속(ML)이 공급부(60a)를 통해 슬리브(60) 내로 공급된 상태에서 피스톤 로드(64)를 전방으로 이동시킴으로써, 용융 금속(ML)은 클램핑된 고정 다이(5)와 가동 다이(6) 사이에 형성된 공동(C) 내로 성형 재료로서 주입 및 충전된다. 사출 장치는 부품 60 내지 65로 구성된다. 또한, 다이 캐스트 기계는 클램핑 장치(1)와 사출 장치에 의해 구성된다.

각각의 타이 바아(7)는 고정 다이 판(3)에 의해 수평으로 지지된다. 가동 다이 판(4) 측부 상의 타이 바아(7)의 자유 단부는 피결합 부분(7a)을 구비하여 형성된다. 피결합 부분(7a)은 예를 들어, 타이 바아(7)의 외주연부 상의 주연 방향으로 연장되고 타이 바아(7)의 축방향으로 배열되는 복수의 홈을 포함한다. 상기 홈은 또한 나선형으로 형성될 수 있다. 타이 바아(7)의 중간에는, 클램핑 실린더(9) 내에 보유되는 피스톤(8)이 제공된다.

각각의 클램핑 실린더(9)는 고정 다이 판(3) 내에 형성된다. 피스톤(8)은 고정 다이 판(3)에서 이동 가능하게 유지된다. 클램핑 실린더(9)의 실린더 챔버 내로 고압을 갖는 작동유를 공급함으로써, 고정 다이 판(3)과 타이 바아(7) 사이에 힘이 작용하고, 그에 따라 타이 바아(7)가 고정 다이 판(3)에 대해 구동된다. 타이 바아(7)와 연결되는 피스톤(8)의 가동 범위, 즉 클램핑 실린더(9)의 스트로크 범위 내에서, 타이 바아(7)는 고정 다이 판(3)에 대해 이동할 수 있다.

기부(2) 내에는 나사 샤프트(41), 지지 부재(42), 서보 모터(43) 및 가동 부재(44)를 갖는 이동 기구(40)가 구성된다. 각각의 지지 부재(42)는 기부(2)에 대해 고정되고, 나사 샤프트가 자유롭게 회전할 수 있도록 나사 샤프트(41)의 한 단부를 지지한다. 나사 샤프트(41)의 타단부는 기부(2)에 고정된 서보 모터(43)와 연결된다. 나사 샤프트(41)는 가동 부재(44) 내로 나사 고정된다. 가동 부재(44)는 도2에 도시된 바와 같이 가동 다이 판(4)의 두 개의 측부에 고정된다.

이러한 이동 기구(40)에서, 서보 모터(43)의 회전을 제어함으로써, 나사 샤프트(41)가 회전된다. 나사 샤프트(41)의 회전은 가동 부재(44)의 선형 이동으로 변환된다. 이로 인해, 가동 다이 판(4)은 다이 개방 방향(A1) 또는 다이 폐쇄 방향(A2)으로 구동된다. 가동 다이 판(4)의 위치는 서보 모터(43)의 엔코더(80)에 의해 가동 부재(44)의 위치를 검출함으로써 확인된다.

각각의 하프 너트(20)는 가동 다이 판(4)의 관통 구멍(4h) 뒤에 배열된다. 이러한 하프 너트(20)는 타이 바아(7)의 피결합 부분(7a)과 결합되는 돌출된 림(도4 참조)을 갖는다. 다시 말하면, 피결합 부분(7a)과 하프 너트(20)는 톱니 형상으로 형성되어 서로 맞물린다. 하프 너트(20)는 하프 너트 개폐 실린더(21)에 의해 개폐된다. 하프 너트(20)가 폐쇄되어 타이 바아(7)의 피결합 부분(7a)과 결합(연결)되면, 타이 바아(7)와 가동 다이 판(4)은 연결된다. 하프 너트(20)가 개방되면, 타이 바아(7)와 가동 다이 판(4) 사이의 연결이 해제된다.

도4는 클램핑 실린더(9), 하프 너트(20), 타이 바아(7)의 피결합 부분(7a) 주변의 구성과, 클램핑 장치(1)의 제어 유닛(70)의 구성을 도시한다. 도4는 하나의 타이 바아(7)를 도시하지만, 이러한 설명은 다른 타이 바아(7)도 마찬가지로 동일하다.

도4에 도시된 바와 같이, 클램핑 실린더(9)의 피스톤(8)에 의해 분할되는 실린더 챔버(9a, 9b)는 작동유를 공급하기 위한 공급 포트를 구비하여 형성된다. 공급 포트는 도관을 통해 방향 제어 밸브(DCV)에 연결된다. 방향 제어 밸브(DCV)는 제어 유닛(70)으로부터의 제어 지시(71s)에 반응하여 유압원(150)으로부터 클램핑 실린더(9)의 실린더 챔버(9a, 9b) 중의 하나로 공급되는 고압을 갖는 작동유를 공급한다. 피스톤(8)이 구동되지 않을 때, 방향 제어 밸브(DCV)는 유압원(150)으로부터 탱크(151)로 작동유를 유도한다. 유압원(150)은 클램핑을 위해 필요한 압력으로 올려진 작동유를 방향 제어 밸브(DCV)로 공급한다. 실린더 챔버(9a, 9b)의 압력은 압력 센서(85)에 의해 검출된다.

도4에 도시된 바와 같이, 타이 바아(7)의 후방 단부(7c)에는 눈금(91)이 형성된다. 눈금(91)에 대향되는 위치에는 위치 센서(90)가 제공된다. 위치 센서(90)는 타이 바아(7)의 위치(Pt)를 검출하여 이를 제어 유닛(70)으로 출력한다. 위치 센서(90)로는, 예를 들어, 광학적 또는 자기적으로 위치를 검출하는 것이 사용될 수 있다. 위치 센서(90)는 절대 위치 센서 또는 인크리멘털 위치 센서(incremental positon sensor)일 수 있다.

하프 너트(20)의 후방 면 측에는 근접 스위치(근접 센서)(95)가 제공된다. 근접 스위치(95)는 물체로부터의 거리의 변화에 따라 신호를 출력하는 센서이다. 예를 들어, 물체가 소정 범위로 접근할 때 근접 스위치는 "온" 신호를 출력한다. 근접 스위치(95)는 광전 센서, 레이저 센서, 자기 센서, 초음파 센서, 또는 다른 적절한 형태의 센서로 구성된다. 근접 스위치(95)는 가동 다이 판(4)에 대해 고정되고, 동시에 타이 바아(7)의 외주연 면이 검출 방향 내에 있도록 제공된다. 따라서, 축방향으로의 타이 바아(7)의 이동에 의해, 근접 스위치(95)의 검출 면과 타이 바아(7)의 외주연 면 사이의 거리가 피결합 부분(7a)의 홈의 깊이만큼 변화된다. 예를 들어, 근접 스위치(95)가 피결합 부분(7a)의 홈을 향할 때[타이 바아(7)로부터 떨어질 때]는 신호를 출력하지 않고, 근접 스위치가 피결합 부분(7a)의 홈 사이의 돌출 림을 향할 때[타이 바아(7)와 근접될 때]는, 근접 스위치는 "온" 신호를 출력한다.

제어 유닛(70)은 주 제어부(71), 다이 두께 조절부(72) 및 다이 정보 설정부(73)를 갖는다. 제어 유닛(70)의 기능은 프로세서와 같은 하드웨어 및 필요한 소프트웨어에 의해 실현된다.

다이 정보 설정부(73)는 고정 다이(5)와 가동 다이(6)에 관한 다이 정보를 얻어서 보유한다. 다이 정보는 도시되지 않은 제어 패널로 데이터를 입력하는 작업자에 의해 또는 저장 매체 또는 네트워크를 통해 데이터를 판독하는 제어 유닛(70)에 의해 얻어진다. 다이 정보는 예를 들어, 다이 두께를 포함한다.

다이 두께 조절부(72)는 엔코더(80) 및 근접 스위치(95)의 출력 신호와 다이 정보 설정부(73)에 의해 보유되는 다이 정보에 기초하여 주 제어부(71)로 다이 두께 조절을 위해 필요한 정보를 출력한다.

주 제어부(71)는 클램핑 장치(1)의 전체적인 제어를 위해 다양한 처리를 수행한다. 예를 들어, 다이 두께의 조절시에, 주 제어부는 다이 두께 조절부(72), 엔코더(80), 위치 센서(90), 압력 센서(85) 등으로부터의 신호에 기초하여 방향 제어 밸브(DCV)를 제어한다. 클램핑시에, 주 제어부는 다이 정보 설정부(73), 압력 센서(85) 등으로부터의 신호에 기초하여 방향 제어 밸브(DCV)를 제어한다.

도5와 도6은 다이 두께 조절 및 클램핑 중에 제어 유닛(70)에 의해 수행되는 처리 루틴을 도시하는 플로우 차트이다. 처리는 각각의 시도를 위해 수행된다. 이러한 처리가 시작될 때, 도1과 도2에 도시된 바와 같이, 가동 다이 판(4)은 미리 정해진 다이 개방 위치에 위치되고, 피결합 부분(7a)과 하프 너트(20) 사이의 연결은 해제된다.

단계 S1에서, 제어 유닛(70)은 서보 모터(43)로 다이 폐쇄 방향(A2)으로의 가동 다이 판(4)의 이동(전방 이동)을 지시한다. 이러한 이동은 사이클 시간을 짧게 하는 관점에서 고속으로 수행된다.

단계 S2에서, 엔코더(80)의 검출 결과에 기초하여 고속에서 저속으로 가동 다이 판(4)의 이동을 절환하기 위해 가동 다이 판(4)이 저속 스위치 위치에 도달되었는지를 판단한다. 작업자가 제어 유닛(70)으로 저속 스위치 위치를 미리 입력하거나 또는 다이 정보 설정부(73)에 보유된 다이 정보 등에 기초하여 제어 유닛(70)이 동일하게 자동으로 설정함으로써, 저속 스위치 위치는 다이 접촉전의 위치로 설정된다.

가동 다이 판(4)이 저속 스위치 위치에 도달되지 않은 것으로 판단될 때, 제어 유닛(70)은 가동 다이 판(4)의 고속 이동을 계속하고, 가동 다이 판(4)이 저속 스위치 위치에 도달된 것으로 판단될 때는, 제어 유닛은 가동 다이 판(4)의 이동을 저속으로 절환하도록 서보 모터(43)에 지시한다(단계 S3).

단계 S4에서, 제어 유닛(70)은 다이 폐쇄 방향(A2)으로의 타이 바아(7)의 이동을 방향 제어 밸브(DCV)에 지시한다. 타이 바아(7)의 이동은 고속에서 저속으로 가동 다이 판(4)의 이동의 절환과 동시에 또는 이로부터 약간의 시간 지연후에 개시된다. 또한, 타이 바아(7)의 이동 속도는 가동 다이 판(4)의 이동 속도보다 낮 게 설정된다.

제어 유닛(70)은 위치 센서(90)에 의해 검출된 위치를 식별함으로써 타이 바아(7)의 이동 속도를 입수하여, 이동 속도가 미리 정해진 속도가 되도록 방향 제어 밸브(DCV)를 제어한다. 그후, 타이 바아(7)와 가동 다이 판(4) 사이의 속도 차이가 미리 정해진 허용 가능한 값 내에 있을 때, 루틴은 단계 S5로 진행한다. 제어 유닛(70)은 타이 바아(7)의 속도를 입수하지 않고 압력 센서(85)에 의해 검출된 압력이 소정 압력이 되도록 방향 제어 밸브(DCV)를 제어할 수 있다.

단계 S5에서, 근접 스위치(95)로부터의 신호에 기초하여 피결합 부분(7a)과 하프 너트(20)가 결합 위치에 위치되었는지의 여부가 판단된다. 즉, 도4로부터 알 수 있는 바와 같이, 피결합 부분(7a)과 하프 너트(20)의 결합을 위해, 피결합 부분(7a)과 하프 너트(20)는 피결합 부분(7a)의 홈과 하프 너트(20)의 돌출된 림이 서로 대면하는 결합 위치에 위치되어야 한다. 타이 바아(7)와 가동 다이 판(4) 사이에는 속도 차이가 있으므로, 피결합 부분(7a)과 하프 너트(20)는 일정 시간 또는 다른 시간에 결합 위치에 위치된다. 따라서, 피결합 부분(7a)과 하프 너트(20)가 결합 위치에 위치될 때 근접 스위치(95)가 "온"신호를 출력하도록 근접 스위치(95)의 위치가 하프 너트(20)의 위치에 대해 미리 설정될 경우, 제어 유닛(70)은 근접 스위치(95)로부터의 "온"신호의 존재에 따라 결합 위치에 도달되었는지를 판단할 수 있다.

제어 유닛(70)이 피결합 부분(7a)과 하프 너트(20)가 결합 위치에 있는 것으로 판단하면, 제어 유닛은 하프 너트 개폐 실린더(21)로 작동유의 공급을 제어하는 도시되지 않은 제어 밸브로 피결합 부분(7a)과 하프 너트(20)의 연결[하프 너트(20)의 전방 이동]을 지시한다(단계 S6). 결합 위치의 검출에서 약간의 오차가 있을 경우에도, 피결합 부분(7a)과 하프 너트(20) 사이에는 속도 차이가 있으므로, 하프 너트(20)의 돌출 림(돌출부)은 피결합 부분의 돌출 림(돌출부)에 대해 활주하여, 하프 너트(20)의 돌출 림은 피결합 부분(7a)의 홈과 결합한다. 또한, 근접 스위치(95)의 위치는, 피결합 부분(7a) 및 하프 너트(20)가 결합 위치로부터 정확히 소정 거리만큼 이격되어 위치될 때, 근접 스위치(95)가 "온" 신호를 출력하도록 설정될 수 있고, 하프 너트(20)의 전방 이동의 타이밍은 가동 다이 판(4)과 타이 바아(7) 사이의 속도 차이를 고려하여 결정될 수 있다.

단계 S7에서, 제어 유닛(70)은 하프 너트(20)와 피결합 부분(7a)이 결합을 완료하였는지를 판단한다. 예를 들어, 제어 유닛은 하프 너트 개폐 실린더(21)의 피스톤의 위치를 검출하기 위해 도시되지 않은 위치 센서의 검출 결과에 기초하여 이를 판단한다. 제어 유닛이 결합이 완료되지 않은 것으로 판단하면, 제어 유닛(70)은 하프 너트(20)의 전방 이동을 계속하면서 정확히 소정 시간(T1) 동안 대기한 후(단계 S8), 단계 S7을 다시 수행한다. 결합이 완료된 것으로 판단하면, 제어 유닛(70)은 단계 S9로 진행한다.

단계 S9에서, 제어 유닛(70)은 가동 다이 판(4)이 다이 접촉 위치에 도달되었는지의 여부를 판단한다. 특히, 제어 유닛은 엔코더(80)에 의해 검출된 가동 다이 판(4)의 위치와 다이 접촉 위치를 비교하여 이를 판단한다. 다이 접촉 위치는 작업자가 도시되지 않은 제어 패널을 통해 제어 유닛(70)에 다이 접촉 위치를 미리 입력하거나 또는 다이 정보 설정부(73)에 보유된 다이 두께 등의 정보에 기초하여 제어 유닛(70)이 다이 접촉 위치를 계산함으로써 얻어진다.

제어 유닛(70)이 가동 다이 판(4)이 다이 접촉 위치에 도달되지 않은 것으로 판단하면, 제어 유닛은 가동 다이 판(4)의 전방 이동을 계속하면서 소정 시간(T2) 동안 대기한 후(단계 S10), 단계 S9를 다시 수행한다. 제어 유닛이 가동 다이 판(4)이 다이 접촉 위치에 도달된 것으로 판단하면, 제어 유닛은 토크가 없는 상태로 가동 다이 판(4)을 구동하도록 서보 모터(43)를 설정한다(단계 S11).

단계 S15에서, 제어 유닛(70)은 클램핑 실린더(9)의 피스톤(8)의 위치를 저장한다. 즉, 제어 유닛은 위치 센서(90)에 의해 검출된 타이 바아(7)의 현재 위치를 저장한다.

단계 S16에서, 제어 유닛(70)은 클램핑 추진 작동을 개시한다. 특히, 제어 유닛은 작동유를 실린더 챔버(9a)로 공급하도록 방향 제어 밸브(DCV)를 제어한다.

단계 S17에서, 제어 유닛(70)은 압력 센서(85)에 의해 검출된 압력에 기초하여 클램핑 힘이 소정 값에 도달되었는지를 판단한다. 클램핑 힘이 소정 값에 도달되지 않은 것으로 판단하면, 제어 유닛(70)은 추진 작동을 계속하면서 대기한다. 클램핑 힘이 소정 값에 도달된 것으로 판단하면, 제어 유닛(70)은 단계 S18로 진행한다.

단계 S18에서, 제어 유닛(70)은 단계 S15에서 저장된 피스톤(8)의 위치와 현재의 위치 센서(90)에 의해 검출된 피스톤(8)의 위치를 비교하여, 다이 접촉 시간으로부터 피스톤(8)의 이동량을 확인하고, 복수의 피스톤(8) 중에서 확인된 이동량의 차이가 허용가능한 값 이내인지를 판단한다. 제어 유닛(70)은 복수의 피스톤(8) 사이의 이동 양의 차이를 계산하고 그 차이가 허용 가능한 값 내에 있는지를 판단함으로써 직접적으로 판단하거나, 또는 피스톤(8)의 이동량과 미리 정해진 이동량 사이의 차이가 각각의 복수의 피스톤(8)을 위한 허용 가능한 값 내에 있는지를 판단하고 미리 정해진 이동량과의 차이가 허용 가능한 값 내에 있지 않은 피스톤(8)이 있을 때 복수의 피스톤(8) 사이의 이동량의 차이가 허용 가능한 값 내에 있지 않은 것으로 간주하여 간접적으로 허용 가능한 값 내에 있는지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 작업자는 도시되지 않은 제어 패널을 통해 제어 유닛(70)에 허용 가능한 값을 미리 입력한다.

제어 유닛(70)이 복수의 피스톤(8) 사이의 다이 접촉 후의 이동량의 차이가 허용 가능한 값 내에 있는 것으로 판단하면, 제어 유닛은 처리를 종료한다.

제어 유닛(70)이 이러한 차이가 허용 가능한 값 내에 있지 않은 것으로 판단한 경우, 제어 유닛은 단계 S18에서 허용 가능한 값으로부터 벗어나는 차이의 판단 회수의 수가 미리 정해진 회수(n회)에 도달되었는지를 판단한다(단계 S19). 제어 유닛이 판단 회수가 n회에 도달되지 않은 것으로 판단하면, 제어 유닛은 소정 시간(T3)이 지날 때까지 대기한 후(단계 S20), 단계 S18을 다시 수행한다.

미리 정해진 시간(T3)이 지나는 동안, 제어 유닛(70)은 미리 정해진 압력에서 압력 센서(85)에 의해 검출된 압력을 유지하도록 방향 제어 밸브(DCV)를 계속 제어한다. 따라서, 복수의 피스톤(8) 사이의 이동량의 차이가 일시적, 예를 들어, 클램핑 실린더(9)의 압력이 진동하는 동안 설정값으로 수렴하는 일시적인 상태에 있고 이동량의 차이는 단계 S18에서 판단시의 허용 가능한 값에서 막 벗어나는 경우, 복수의 피스톤(8) 사이의 이동량의 차이는 결과적으로 허용 가능한 값 내에 있게 된다. 반복의 회수(n)은 적절히 설정될 수 있다.

제어 유닛(70)이 단계 S18에서 허용 가능한 값을 벗어나는 판단 회수가 n회에 도달하면, 제어 유닛은 클램핑을 다시 한다. 특히, 제어 유닛은 실린더 챔버(9a)의 압력 아래로 추진하도록 방향 제어 밸브(DCV)을 제어하고(단계 S25), 모든 클램핑 실린더(9)의 피스톤(8)을 다이 개방 방향(A1)(후퇴방향)으로 이동시킨다(단계 S26). 그후, 피스톤(8)이 가동 다이(6)와 고정 다이(5)가 분리되는 곳으로 후퇴하면, 제어 유닛은 피스톤(8)을 정지시키고(단계 S27), 그후 다이가 접촉하도록(단계 S29) 다이 폐쇄 방향(A2)(단계 S28)으로 전방으로 이동시킨다. 그후, 제어 유닛은 단계 S15로부터의 처리를 재개한다. 제어 유닛은 피결합 부분(7a)과 하프 너트(20)가 그 상태로 결합되는 동안 단계 S25 내지 S29를 수행한다.

이동량의 차이가 다이 접촉시 또는 클램핑 추진시에 일어나는 우연한 요인에 의해 발생할 때, 단계 S25 내지 단계 S29를 수행하여 클램핑을 재개함으로써, 이동량의 차이는 제거된다. 단계 S19에서 1부터 카운팅이 재개된다. 또한, 단계 S25 내지 S29의 수행 회수를 계수하고 이러한 회수가 소정 회수를 초과할 때, 제어 유닛(70)은 작업자에게 지속적인 요인의 존재를 알리면서 처리를 종료할 수 있다.

도5와 도6의 처리가 종료하고 클램핑이 완료되면, 용융 금속(ML)이 슬리브(60) 내로 공급되고, 용융 금속(ML)이 클램핑된 고정 다이(5)와 가동 다이(6) 사이에 형성된 공동(C) 내로 주입 및 충전되어, 제품이 성형된다.

상기 실시예에 따르면, 제어 유닛(70)은 다이 접촉에서 클램핑의 완료까지 복수의 피스톤(8)의 이동량을 측정하고 복수의 피스톤(8) 사이의 이동량의 차이가 미리 정해진 허용 가능한 값 내에 있도록 방향 제어 밸브(DCV)를 제어하고, 따라서 다이 접촉에서 클램핑의 완료까지의 기간 동안 고정 다이 판(3)의 다이 부착면과 가동 다이 판(4)의 다이 부착면 사이의 평행도의 저하가 방지된다. 또한, 평행도는 클램핑 실린더(9)에 의해 유지되어, 타이 바아(7)에 평행한 복수의 나사 샤프트가 평행도를 유지하기 위해 다이 판의 주연부 상에 제공되는 경우와 비교하여, 구성이 간단하고, 동시에 나사 샤프트가 다이의 교환시에 방해되는 불편함이 발생되지 않는다.

다이 접촉까지의 좌측/우측 방향의 평행도는 좌측 및 우측 상의 나사 샤프트(41)를 개별적으로 제어함으로써 조절될 수 있다. 또한, 본 실시예의 클램핑 장치(1)는 그 단순한 구성으로 인해 상/하 방향으로 평행도를 유지하기 위한 제어를 수행하지 않는다. 따라서, 고정 다이 판(3)과 가동 다이 판(4)은 바람직하게는 기부(2)에 대해 견고하게 제공되어, 다이 부착면의 경사가 부착된 다이의 형태에 따라 변화되지 않는다.

클램핑 장치(1)는 다이 폐쇄 작동 동안, 즉 다이 접촉 전에 피결합 부분(7a)과 하프 너트(20)를 결합하여, 다이 접촉 상태에서 결합하는 경우와 비교하여 성형 사이클을 단축시킨다. 또한, 클램핑 장치는 다이 접촉 전에 저속으로 가동 다이 판(4)의 이동 속도를 절환하도록 구동 기구(40)를 제어하고, 저속으로 절환과 동시에 또는 그 후에 가동 다이 판(4)과 동일한 방향[다이 폐쇄 방향(A2)]으로 복수의 타이 바아(7)의 이동을 개시하여, 다이 폐쇄 작동이 부드럽게 수행되고, 동시에 타이 바아(7)의 이동으로 인해 클램핑 작동 중에 타이 바아(7)의 스트로크의 감소를 방지하면서, 가동 다이 판(4)과 타이 바아(7)사이의 속도 차이를 감소시킨다.

클램핑 장치(1)는 위치 센서(90)의 검출 결과에 기초한 타이 바아(7)의 이동 속도를 고려하여 타이 바아(7)의 이동 속도를 제어하고, 가동 다이 판(4)의 이동 속도와 타이 바아(7)의 이동 속도 사이의 차이가 미리 정해진 허용 가능한 값 내에 있을 때 타이 바아(7)의 피결합 부분(7a)과 하프 너트(20)를 결합한다. 즉, 위치 센서(90)는 다이 폐쇄시의 타이 바아(7)의 속도 검출과 다이 접촉부터 클램핑의 완료까지의 평행도의 검출 모두를 위해 사용되어, 부재 수의 증가가 방지된다.

근접 스위치(95)는 결합 위치를 검출하기 위해 피결합 부분(7a)의 부조 형상을 검출하여, 결합 위치가 엔코더(80)에 의해 검출된 가동 다이 판(4)의 위치와 위치 센서(90)에 의해 검출된 타이 바아(7)의 위치에 기초하여 계산되는 경우와 비교하여 결합 위치의 계산이 불필요해지고, 결합 위치가 정확히 확인될 수 있다.

본 발명은 상기 실시예로 제한되지 않고 다양한 방법으로 변경될 수 있다.

본 발명의 클램핑 장치 및 클램핑 방법이 적용되는 성형 기계는 다이 캐스트 기계로 제한되지 않는다. 이러한 성형 기계는 금속 성형 기계, 플라스틱 사출 성형 기계, 톱밥 성형 기계 등을 포함한다. 톱밥 성형 기계는 예를 들어, 열가소성 수지와 혼합되는 톱밥을 포함하는 재료를 성형하는 기계를 포함한다.

상기 실시예에서, 고정 다이 판(3)에 클램핑 실린더(9)를 제공하고 가동 다이 판(4)에 하프 너트(20)를 제공하는 경우에 대해 설명되었지만, 가동 다이 판(4) 에 클램핑 실린더(9)를 제공하고 고정 다이 판(3)에 하프 너트(20)를 제공하는 구성도 또한 채택할 수 있다.

복수의 타이 바아가 제공되는 한 충분하다. 타이 바아의 수는 4개로 제한되지 않는다. 상/하 방향 및 좌/우 방향에서 평행도를 유지하기 위해서는 바람직하게는 3개 이상의 타이 바아가 제공된다.

결합하는 부분과 피결합 부분이 서로 결합되고 고정 다이 판 또는 가동 다이 판에 대해 축 방향으로 타이 바아의 이동이 제한되는 한 충분하다. 본 발명은 타이 바아에 제공되는 홈과 하프 너트로 제한되지 않는다. 예를 들어, 타이 바아의 축방향과 수직으로 교차하는 구멍이 타이 바아에 제공될 수 있고, 다이 판에 대해 타이 바아를 고정하기 위해 볼트가 구멍을 통해 삽입될 수 있다.

피결합 부분과 결합하는 부분은 다이 접촉 후에 결합될 수 있다. 피결합 부분과 결합하는 부분은 타이 바아를 이동시키는 동안 다이 접촉 전에 결합되고, 타이 바아의 이동은 저속으로의 절환 전에 개시될 수 있다. 이러한 경우, 클램핑시의 스트로크는, 타이 바아의 이동이 저속으로의 절환과 동시에 또는 그 후에 개시되는 경우와 비교하여 더 작게 된다. 또한, 가동 다이 판과 타이 바아 사이의 속도 차이의 허용 가능한 값은 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 가동 다이 판의 속도와 타이 바아의 속도는 동일하게 될 수 있다. 이러한 경우, 피결합 부분과 결합하는 부분은 속도가 동일하게 될 때 결합 위치에 위치되도록 속도를 제어하는 것이 필요하다.

피스톤의 이동량의 확인을 가능하게 하는 물리적인 양을 검출하는 검출자는 위치 센서로 제한되지 않는다. 예를 들어, 이동량은 직접 검출될 수 있다. 결합 위치를 검출하기 위한 근접 스위치는 제공될 필요가 없다. 위치는 가동 다이 판과 타이 바아의 위치로부터 계산될 수 있다. 작동 유체는 오일로 제한되지 않고 예를 들어, 물일 수 있다.

본 발명이 설명의 목적으로 특정 실시예들에 관해 기술되었지만, 본 발명의 기본적인 개념 및 범위로부터 벗어남이 없이 당업자들에 의해 다양한 변경이 이루어질 수 있음은 명백하다.

본 발명에 따르면, 다이 접촉후부터 클램핑의 완료까지의 기간 동안 평행도의 저하를 방지하고, 클램핑의 완료시에 다이 판 사이의 평행도를 유지할 수 있는 클램핑 장치 및 클램핑 방법을 제공할 수 있다.

Claims

고정 다이와 가동 다이를 클램핑하기 위한 클램핑 장치이며,

상기 고정 다이를 보유하는 고정 다이 판과,

상기 가동 다이를 보유하고 상기 고정 다이 판에 대해 다이 개폐 방향으로 이동 가능한 가동 다이 판과,

상기 고정 다이 판과 상기 가동 다이 판 중의 하나와 결합하는 피결합 부분과, 상기 고정 다이 판과 상기 가동 다이 판 중의 다른 하나에 수용되는 피스톤을 각각 갖고 클랭핑 힘을 발생시키는 복수의 타이 바아와,

상기 고정 다이 판과 상기 가동 다이 판 중의 하나에 각각 제공되고, 상기 복수의 타이 바아 중의 하나의 상기 피결합 부분과 결합되거나 또는 분리될 수 있는 복수의 결합부와,

상기 고정 다이 판과 상기 가동 다이 판 중의 다른 하나에 각각 제공되고, 상기 복수의 타이 바아 중의 하나의 피스톤을 수용하는 실린더 챔버와 상기 실린더 챔버로 클램핑 힘을 발생시키는 작동 유체를 공급하는 적어도 2개의 작동 유체 공급부를 갖는 복수의 클램핑 실린더와,

상기 복수의 타이 바아의 상기 피스톤의 이동량을 확인할 수 있는 물리적인 양을 검출하는 검출자와,

상기 작동 유체 공급부에 각각 연결되고, 상기 복수의 클램핑 실린더 중의 하나의 상기 피스톤에 의해 분리되는 제1 실린더 챔버와 제2 실린더 챔버 사이에서 상기 작동 유체의 공급 지점을 절환하는 복수의 방향 제어 밸브와,

다이 접촉시부터 클램핑의 완료시까지 상기 복수의 타이 바아 사이의 상기 피스톤의 이동량의 차이가 미리 정해진 허용 가능한 값 내에 있도록 상기 검출자의 검출 결과에 기초하여 상기 복수의 방향 제어 밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 클램핑 장치.
제1항에 있어서, 상기 고정 다이 판에 대해 다이 개폐 방향으로 상기 가동 다이 판을 이동시키는 다이 개폐용 구동부를 더 포함하고,

다이 폐쇄 작동 중에, 상기 제어부는,

다이 접촉 전에 상기 가동 다이 판의 이동 속도를 저속으로 절환하도록 상기 다이 개폐용 구동부를 제어하고,

저속으로의 절환과 동시에 또는 그 후에 다이 폐쇄 방향으로 상기 복수의 타이 바아의 이동을 개시하도록 상기 방향 제어 밸브를 제어하고,

상기 복수의 타이 바아의 피결합 부분과 상기 복수의 결합부가, 상기 가동 다이 판과 상기 복수의 타이 바아가 이동하는 상태에서 다이 접촉 전에 결합되도록 상기 복수의 결합부를 제어하는 클램핑 장치.
제2항에 있어서, 다이 폐쇄 작동 중에 상기 제어부는,

상기 검출자의 검출 결과에 기초한 상기 복수의 타이 바아의 이동 속도를 고려하여 상기 복수의 타이 바아의 이동 속도를 제어하고,

상기 가동 다이 판의 이동 속도와 상기 복수의 타이 바아의 이동 속도 사이의 차이가 미리 정해진 허용 가능한 값 내에 있을 때 상기 복수의 타이 바아의 피결합 부분과 상기 결합부가 결합되도록 상기 결합부를 제어하는 클램핑 장치.
제1항에 있어서, 상기 피결합 부분은 상기 복수의 타이 바아의 외주연 면 상에 형성되고, 상기 복수의 타이 바아의 축 방향을 따라 배열된 복수의 홈을 포함하고,

상기 결합부는 돌출부를 포함하고,

상기 피결합 부분과 상기 결합부는 임의의 상기 복수의 홈과 상기 돌출부의 결합에 의해 결합되고,

상기 가동 다이 판에 대해 고정되고 축 방향으로의 상기 복수의 타이 바아의 이동에 의한 상기 복수의 타이 바아의 외주연 면으로부터 거리의 변화에 따라 신호를 출력하는 근접 스위치가 제공되고,

상기 제어부는 상기 근접 스위치로부터의 신호에 기초하여 상기 결합부에 대한 상기 복수의 홈의 위치를 검출하고, 임의의 상기 복수의 홈과 상기 돌출부가 결합하도록 상기 결합부를 제어하는 클램핑 장치.
고정 다이를 보유하는 고정 다이 판과, 가동 다이를 보유하고 상기 고정 다이 판에 대해 다이 개폐 방향으로 이동 가능한 가동 다이 판과, 피결합 부분과 피스톤을 각각 갖는 복수의 타이 바아와, 상기 고정 다이 판과 상기 가동 다이 판 중의 하나에 각각 제공되고 상기 복수의 타이 바아 중의 하나의 피결합 부분과 결합되거나 또는 분리될 수 있는 복수의 결합부와, 상기 고정 다이 판과 상기 가동 다이 판 중의 다른 하나에 각각 제공되고 상기 복수의 타이 바아 중의 하나의 피스톤을 수용하는 실린더 챔버와 상기 실린더 챔버로 클램핑 힘을 발생시키는 작동 유체를 공급하는 적어도 2개의 작동 유체 공급부를 갖는 복수의 클램핑 실린더를 포함하는 클램핑 기구를 갖는 성형 기계의 클램핑 방법이며,

다이 접촉시부터 상기 복수의 타이 바아의 피스톤의 이동량을 측정하는 단계와,

상기 복수의 타이 바아 사이의 측정된 이동량의 차이가 클램핑의 완료시에 미리 정해진 허용 가능한 값 내에 있도록 상기 실린더 챔버 내로 상기 작동 유체의 공급량을 조절하는 단계를 포함하는 클램핑 방법.