KR910005151B1 - 사출 성형기의 스크루우 회전 제어 방식 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

사출 성형기의 스크루우 회전 제어 방식

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명을 실시하는 사출 성형기의 제어 시스템 구성도.

제2도는 스크루우 회전제어를 설명하는 설명도.

제3도는 오우버라이드 테이블의 설명도.

제4도는 종래의 사출 성형기의 제어 시스템 구성도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은, 사출 성형기에 있어서의 용재를 압송 공급하는 스크루우의 회전 제어 방식에 관한 것으로, 특히 수치제어장치(NC장치)를 사용하여 원활 그리고 정확히 제어할 수 있도록 한 사출 성형기의 스크루우 회전제어 방식에 관한 것이다.

[배경기술]

플라스틱, 특히 염화비닐 수지 등 많은 열가소성 에라스토머(elastomer)의 가공은 그 가공의 생력화에 의하여 생산성의 향상을 기함과 동시에, 그 제품의 품질의 균일화가 강력히 요망되고 있다. 이와 같은 상황하에 있어서, 근년에, 사출 성형기 등의 플라스틱 가공장치는, 그 제어부에 컴퓨터를 도입하여, 정확한 가공 제어를 실시하도록 한 것이 실용화 되어왔다. 제4도는 종래 사용되어 온 사출 성형기의 제어 시스템 구성도로서, 이하 이 도면에 의하여 종래의 사출 성형기의 제어 시스템을 설명한다. 제4도에 있어서, 1은 염화비닐 등의 열가소성 엘라스토머의 칩(chip)을 보유하는 호퍼(hopper), 2는 이 호퍼(1)에 저류된 칩을 실린더(2')방향으로 압송하는 스크루우로, 그 회전에 의하여 실린더(2')에 칩이 보내져서 가열에 의하여 용재화한다. 이 실린더(2')와 노즐(3)에 공급 충전된 용재는 스크루우(2)의 노즐(3)방향으로의 이동에 의하여 금형(4)에 사출된다. 5는 상기 스크루우(2)를 회전 구동하는 유압 모우터, 6은 이 유압 모우터(5)에 공급하는 유량을 조정하는 유량 제어 밸브, 7은 사출축(2＂)(스크루우 전후축)을 실린더(2')내에서 전후로 이동 제어하는 유압 실린더, 8은 이 유압 실린더(7)에 공급하는 유압을 제어하는 서어보 밸브이다. 9는 상기 스크루우(3)의 회전수를 검출하는 타코 제네레이터(tachogenerator)로서, 스크루우 회전 신호를 후술하는 프로세스 제어장치(15)에 입력한다. 10은 사출 속도를 검출하는 인크리멘탈(incremental) 코우더로서, 그 검출 신호를 프로세스 제어장치(15)에 입력한다. 11은 상기 스크루우(2)의 축방향 위치를 검출하는 앱솔루우트 인코우더(absolute encoder)로서, 그 검출 신호인 스크루우 위치 신호를 프로세스 제어장치(15)에 입력한다. 12는 상기 유압 실린더(7)의 유압실 압력을 검출하는 압력 센서로서, 그 검출 신호인 사출 압력, 배압 신호를 프로세스 제어장치(15)에 입력한다. 13은 상기 금형(4)의 캐비티(cavity)내의 압력을 검출하는 캐비티압 센서로서, 그 검출 신호를 프로세스 제어장치(15)에 입력한다.

프로세스 제어장치(15)는 컴퓨터를 내장하여, 상기 각 센서와 금형(4)이나 가열통에 형성한 온도 검출기로부터 입력되는 입력 신호에 의하여, 연산 처리를 실행하여, 서어보 밸브 제어 신호, 유량 제어 신호, 온도 제어 신호를 출력한다.

종래의 사출 성형기의 제어 시스템은 이상과 같이 구성되어 있으며, 금형(4)이 클램프(clamp)되어 세트된 후, 프로세스 제어장치(15)로부터 출력되는 유량제어 신호와 서어보 밸브 제어신호에 의하여 서어보 밸브(8)가 작동하며, 스크루우(2)가 노즐(3)방향으로 이동하여 실린더(2')내에 충전되어 있던 용재가 노즐(3)로부터 금형(4)에 사출된다. 이와 같이 용재를 사출하면, 프로세스 제어장치(15)는 소정시간 보압하기 위한 제어를 실시하며, 그 후 냉각제어를 실시하여, 스크루우(2)가 유압 실린더(7)의 동작에 의하여 후퇴하여 금형의 클램프를 해제하기 위한 제어를 실시한다. 금형으로부터 형성된 피가공품을 인출한 후, 다시 금형(4)이 클램프되며, 유압 모우터(5)가 구동되어서 스크루우 회전하며, 호퍼(1)내의 칩이 실린더(2')내에 충전되어, 용재화 된 후, 다시 상기와 같은 사출동작이 행해져서, 차례로 피가공품이 완성되어간다.

그런데, 상기 종래의 사출 성형기의 제어 시스템은 스크루우(2)가 유압모우터(5)와 유압실린더(7)에 의하여 작동하므로, 그 제어는 유체압 제어 방식으로 되어 있다. 그러나 유체압 제어 방식은 제어의 응답성이 늦고, 기구가 복잡하고, 보수면에서도 번잡한 문제가 있었다.

한편, 근년에, 사출 성형기의 스크루우의 회전과 구동을 전동 모우터에 의하여 구동하게 되어, 컴퓨터에 의한 1차적인 제어를 실시하도록 한 것이 제안되어 있다.

그러나, 사출 성형기의 스크루우와 사출축을 전동 모우터에 의하여 구동하도록 한 경우, 그 제어에 있어 여러 가지의 문제가 있다.

예를 들면, 호퍼(1)에 있는 칩을 실린더(2')내에 공급하므로 스크루우(2)를 회전시킨 경우 칩을 압송하는 반동력이 스크루우(2)에 걸린다. 스크루우(2)는 전동기에 의하여 회전되고 있으며 그리고 이 전동기에는 토오크 리미트가 걸려 있으므로, 그 반동력이 토오크 리미트를 넘으면, 스크루우(2)가 반동력에 의하여 되돌아간다. 그러므로, 실린더(2)에 공급하는 칩의 용량이 부정확하게 되는 문제가 있으며, 종래에는 이 문제를 해결하는 적당한 수단이 없었다.

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위하여 이룬 것으로서, 그 목적은 칩을 호퍼로부터 실린더 내에 공급할 때, 칩의 공급량을 정확히 유지할 수 있는 사출 성형기의 스크루우 회전제어 방식을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 수치 제어장치가 형성되어 있는 오우버라이드(override) 기능을 이용하여 칩의 공급량을 보정하여, 칩의 공급량을 정확히 유지할 수 있는 사출 성형기의 스크루우 회전 제어방식을 제공함에 있다.

[발명의 개시]

본 발명에 의하면, 호퍼내의 원료칩을 전동기에 의하여 회전되는 스크루우에 의하여 실린더 내에 이송되며, 스크루우의 이동에 의하여 실린더 내의 원료를 금형내에 사출하는 사출 성형기의 스크루우 회전 제어 방식에 있어서, 스크루우를 갖는 사출축을 회전 구동하는 제1전동 모우터와, 이 제1전동 모우터를 제어하는 제1 제어수단과 사출축을 실린더 내에서 그 길이 방향으로 이동하는 이동수단과, 사출축의 길이 방향 이동위치를 검출하는 수단과, 제1전동 모우터를 회전 구동할 때, 사출축의 이동 위치에 대응하여 이 제1전동 모우터의 회전수를 규정하는 오우버라이드 값을 기억하는 기억수단과, 제1전동 모우터를 회전 구동할 때, 사출축의 이동 위치를 검출하여, 소정의 위치에 대응한 오우버라이드 값을 기억수단으로부터 판독하며, 상기 오우버라이드 값에 의하여 제1 전동 모우터의 회전수를 보정 제어하는 제어수단을 갖는 사출 성형기의 스크루우 회전 제어 방식이 제공된다.

본 발명에 의한 사출 성형기의 스크루우 회전 제어 방식은, 스크루우의 회전에 의하여 칩을 실린더에 이송할 경우, 사출축의 위치를 검출하는 위치 검출 수단으로부터의 신호를 입력하는 에러 레지스터를 감시함으로써, 사출축의 위치를 검지하고, 이 사출축의 위치에 대응한 스크루우 회전수를 얻도록 하였으므로, 칩의 이송을 정확히 실행할 수 있으며, 그리고 제어계를 간소화하여, 원가 저하와 생력화를 기할 수 있음과 동시에, 스크루우 회전 제어를 원활 그리고 정확하게 행할 수 있다.

[발명의 최선 실시 형태]

이하, 본 발명을 도면에 나타난 실시예에 의하여 구체적으로 설명한다.

제1도는 본 발명을 실시하는 사출 성형기의 제어 시스템 구성도이다. 그리고 도면중, 상기 제4도에 나타낸 것과 동일한 부품에는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다. 동 도면에 있어서, 20은 사출축(2＂)(스크루우 전후축) 구동용 전동 모우터로서, 도면에는 나타내지 않았으나, 주지의 토오크 리미트 기능을 갖는다. 21은 이 모우터의 회전 정보를 얻기 위한 펄스 제네레이터로서, 그 검출 신호를 후술하는 이송축 제어회로(35)에 입력한다. 22는 스크루우 회전용 전동 모우터로서, 사출축 구동용 전동 모우터와 같이, 토오크 리미트 기능을 갖는다. 23은 이 모우터의 회전위치와 속도 신호를 얻기 위한 펄스 제네레이터로서, 그 검출 신호를 이송 축 제어회로(35)에 입력한다. 30은 컴퓨터를 내장한 수치 제어장치(CNC 장치)로서, 제어 프로그램에 의하여 연산처리를 실행하는 처리장치(CPU)(31)와, 제어 프로그램을 격납한 리이드 온리 메모리(ROM)(32)와, 상기 CPU(31)의 연산 결과나 각종 데이터를 기억한는 랜덤 엑세스 메모리(RAM)(33)와, 입출력 포오트(34), 에러 레지스터(35-1)를 내장한 이송 축 제어회로(35)와, 디스플레이가 부착된 조작반(36)과, 테이프 판독기(37) 등을 갖고 있다. 그리고 도면 중, 38은 가공 지령이 천공된 NC 테이프이다.

본 실시예에 있어서의 사출 성형기의 제어 시스템은 이상과 같이 구성되어 있으며, 이하 그 동작에 대하여 설명한다.

사출축(2＂)을 그 길이 방향으로 구동하는 전동 모우터(20)와 스크루우(2)를 회전 구동하는 전동 모우터(22)는, CNC 장치(30)에 의하여 제어된다. 즉 CNC 장치(30)는 펄스 제네레이터(21)에 의하여 검출된 전동 모우터(20)의 회전 정보를 이송 축 제어회로(35)를 통하여 입력하고,, 소정의 연산처리를 행하여 전동 모우터를 피이드백 제어한다. 또 CNC 장치(30)는 펄스 제네레이터(23)에 의하여 검출된 전동 모우터(22)의 회전 정보를 이송축 제어 회로(35)를 통하여 입력하고, 이 회전 정보와 지령값을 비교하여, 전동 모우터(22)를 소정의 회전으로 되도록 제어한다. 그리고 CNC 장치(30)는 사출 성형기의 각 부분으로부터 각종의 제어를 위한 정보를 입력하여 소정의 연산 처리를 실행하여, 온도 제어나 사출, 배압 제어를 행한다.

다음에, 사출 성형기의 스크루우 회전 제어의 구체예에 대하여 설명한다.

사출 성형기의 스크루우는, 호퍼(1)내의 칩을 실린더(2')내로 송입할 때의 반력에 의한 사출축(스크루우 전후축)의 후퇴에 의한 칩의 공급량을 보장하기 위하여, 그 후퇴 위치에 대응하여 제2도 (a), (b)에 나타낸 바와 같이 회전수를 변화시킬 필요가 있다. 즉 제2도 (b)에 있어서, P₁, P₂, P₃, P₄ 는 후퇴하는 사출축(2＂)의 이동위치를 나타내며, 제2도 (a)에 있어서, f₁, f₂, f₃, f₄는 보정을 위한 스크루우 회전수를 나타낸다.

본 발명에 있어서, 칩을 실린더(2')내에 이송할 때, CNC 장치(30)는 스크루우 회전수를 제어한다. 즉 NC 지령에는, 이 동작의 분배용으로서 G 코우드, G08을 형성하여, 다음과 같이 지령한다.

G08CαFf ;

여기서, C는 스크루우 회전을 지시하는 애드래스이며, α는 회전수를 나타내며, 충분히 큰 값을 지시한다. F는 이송 속도를 지시하는 애드래스이며, f는 기준 이송속도(회전수)를 나타낸 것이다.

또 전술한 바와 같은 동작 축에 있어서, 후퇴하는 사출축의 개개의 이동점의 속도의 지령은, RAM(33)중에 오우버라이드 테이블을 작성하여, RAM(33)의 파라미터 영역(PM)에 기억시켜 두고, 사출축(2＂) 즉 스크루우(2)가 회전하여 칩을 이송할 때 칩 이송의 반동으로 이것이 이동점(P₁) 내지 (P₄)에 되돌려졌을 때, 이 오우버라이드 테이블을 사용하여 스크루우의 회전 속도에 대응하는 오우버라이드 값을 얻도록 한다.

제3도는 이 오우버라이드 테이블을 설명하는 설명도로서, 위치 (P₁) 내지 (P₄)에 대응하여 각각 오우버라이드의 값이 테이블로 나타내어졌다.

그리고, G08의 분배는 다음과 같이 행한다.

(1) 스크루우(2)를 회전시켜서 칩을 호퍼(1)로부터 실린더(2')내에 송입할 때, 이송속도 f, 오우버라이드 f₁/f×100으로 분배를 개시한다.

(2) CNC 장치(30)는 사출축(2＂)으로부터의 신호, 즉 사출축(2＂)을 전후방으로 구동하는 전동모우터(20)의 회전 정보를 검출하는 펄스 제네레이터(21)의 검출신호가 입력되는 이송축 제어 회로(35)내의 에러 레지스터(35-1)의 내용을 감시한다. 이 경우 사출축(2＂)의 위치 지령은 P₀로 해둔다. 스크루우 회전에 의하여 칩이 호퍼(1) 로부터 실린더(2)에 이송되는 반동에 의하여 사출축(2＂)을 반대 방향으로 압압하는 힘이 전동 모우터(20)의 토오크리미트를 오우버라이드하여, 사출축(2＂)이 후퇴한 양이 에러 레지스터(35-1)에 남게 된다.

(3) 에러 레지스터(35-1)와 값이 P₁으로 되면, CNC 장치(30)는 오우버라이드를 f₂/f×100로 변한다.

(4) 같이, CNC 장치(30)는 에러 레지스터(35-1)의 값이 P₂로 되면, 오우버라이드를 f₃/f×100, P₃로 되면, 오우버라이드를 f₄/f×100으로 변하게 한다.

(5) 에러 레지스터(35-1)의 값이 P₄로 된 때, CNC 장치(30)는 칩의 공급이 충분히 되었다고 판단하여, 스크루우 회전의 분배를 중단하여, G08의 분배의 완료로 한다.

그런데, 일반적인 NC장치에 있어서는 오우버라이드는 외부신호, 예를 들면, 오우버라이드 스위치에 의한 외부 신호에 의하여 행하도록 하고 있으나, 본 발명에 있어서는, 상술한 바와 같이, 스크루우 회전 오우버드라이버는 NC장치의 다른 축의 기계 위치에 따라서 NC장치 내에서 만들도록 구성되어 있다.

즉, 본 발명은 CNC 장치(30)가 CNC 장치의 에러 레지스터(35-1)를 감시함으로써, 사출축의 위치를 검지하고, 이 에러 레지스터의 값이 소정값으로 되면, 이를 판독하여, 그 기계 위치에 대응한 회전수를 얻도록 하였으므로, 칩의 실린더에의 송입이 정확히 행해지도록 되었다. 특히 본 발명은 종래의 유체 제어에 의한 사출 성형기의 스크루우 회전 제어계에 대체하여 NC 장치를 장착하여, 신규한 속도 제어 방식을 확립한 것으로서, 그 효과는 현저하며, 금후의 기술적 전진에 기여하는 바 크다.

이상 본 발명을 도시한 실시예에 의하여 설명하였는데, 본 발명은 실시예에 나타낸 것만으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 주지의 범위 내에서 여러 가지의 변형이 가능하며, 이들을 본 발명의 범위로부터 배제하는 것은 아니다.

[산업상 이용 가능성]

이상과 같이, 본 발명은 사출성형기의 사출축과 스크루우를 전동 모우터에 의하여 구동하도록 구성하여, 사출축의 위치에 대응하여, 스크루우의 회전수를 제어하도록 하였으므로, 제어장치에 의한 전동 모우터의 1차적인 제어가 가능하게 되고, 특히, 수치 제어장치에 의한 사출 성형기의 스크루우 회전 제어에 적용하여 적합하다.

Claims (5)

1. 호퍼 내의 원료칩을 전동기에 의하여 회전되는 스크루우에 의하여 실린더 내에 이송되고, 스크루우의 이동에 의하여 실린더 내의 원료를 금형내에 사출하는 사출 성형기의 스크루우 회전 제어방식에 있어서, 스크루우를 갖는 사출축을 회전 구동하는 제1전동 모우터와 : 상기 제1전동 모우터를 제어하는 제1 제어수단과 : 사출축을 실린더 내에서 그 길이 방향으로 이동하는 이동 수단과 : 사출축의 길이 방향 이동 위치를 검출하는 수단과 : 제1전동 모우터를 회전 구동할 때, 사출축의 이동위치에 대응하여 상기 제1 전동 모우터의 회전수를 규정하는 오우버라이드 값을 기억하는 기억수단과 : 제1전동 모우터를 회전구동할 때, 사출축의 이동위치를 검출하여, 소정의 위치에 대응하는 오우버라이드 값을 기억수단에 의하여 판독하여, 상기 오우버라이드 값에 의하여 제1전동 모우터의 회전수를 보정 제어하는 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 사출 성형기의 스크루우 회전 제어방식.
2. 제1항에 있어서, 사출축의 길이 방향 이동위치를 검출하는 수단은, 사출축을 길이 방향으로 이동시키는 지령값을 사출축과의 위치차를 나타내는 에러 레지스터임을 특징으로 하는 사출 성형기의 스크루우 회전 제어방식.
3. 제1항에 있어서, 사출축을 이동하는 이동수단은, 제2전동 모우터임을 특징으로 하는 사출 성형기의 스크루우 회전 제어방식.
4. 제1 또는 제3항에 있어서, 제1 전동 모우터와 제2 전동 모우터는 수치 제어장치에 의하여 회전 제어됨을 특징으로 하는 사출 성형기의 스크루우 회전 제어방식.
5. 제1항에 있어서, 사출축의 길이 방향 이동 수단을 검출하는 수단은 펄스제너레이터임을 특징으로 하는 사출 성형기의 스크루우 회전 제어방식.

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