KR910005152B1 - 사출 성형기의 보압 제어방식 - Google Patents

사출 성형기의 보압 제어방식 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
사출 성형기의 보압 제어방식
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명을 실시하는 사출 성형기의 제어시스템 구성도.
제2도는 본 발명에 의한 보압 제어의 설명도.
제3도는 종래의 사출 성형기의 제어시스템 구성도이다.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은, 사출 성형기에 있어서의 용재의 사출 후, 일정시간 압력을 거는 보압제어방식에 관한 것이다.
[배경기술]
플라스틱, 특히, 염화비닐수지등 많은 열가소성 엘라스토머(elastomer)의 가공은, 그 가공의 생력화에 의하여 생산성의 향상을 기함과 동시에, 그 제품의 품질의 균일화가 강력히 요망되고 있다. 이와 같은 상황하에 있어, 근년에, 사출성형기 등의 플라스틱 가공장치는 그 제어부에 컴퓨터를 도입하여, 정확한 가공 제어를 행하도록 한 것이 실용화되어 왔다. 제3도는 종래 사용되어온 사출 성형기의 제어시스템 구성도로서, 이하 이 도면에 의하여 종래의 사출 성형기의 제어시스템을 설명한다. 제3도에 있어서, 1은 염화비닐 등의 열가소성 엘라스토머의 칩을 저류하는 호퍼(hopper), 2는 이 호퍼(1)에 저류된 칩을 실린더(2') 방향으로 압송하는 스크루우로서, 그 회전에 의하여 실린더(2')에 칩이 보내져서 가열에 의해 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 유압모우터, 6은 이 유압모우터(5)에 공급하는 유량을 조정하는 유량 제어 밸브, 7은 사출축(2＂)(스크루우 전후축)을 실린더(2')내에서 전후로 이동제어하는 유압실린더, 8은 이 유압실린더(7)에 공급하는 유압을 제어하는 서어보밸브이다. 9는 상기 스크루우(3)의 회전수를 검출하는 타코재네레이터(tachogenerator)로서, 스크루우 회전 신호를 후술하는 프로세스 제어장치(15)에 입력한다. 10은 사출 속도를 검출하는 인크리멘탈(incremental) 코우더로서, 그 검출신호를 프로세스 제어장치(15)에 입력한다. 11은 상기 스크루우(2)의 축 방향 위치를 검출하는 앱솔류트(absolute) 인코우더로서, 그 검출신호인 스크루우 위치 신호를 프로세스 제어장치(15)에 입력한다. 12는 상기 유압 실린더(7)의 유압실 압력을 검출하는 유압 센서로서, 그 검출신호인 사출압력, 배압신호를 프로세스 제어장치(15)에 입력한다. 13은 상기 금형(4)의 캐비티(cavity)내의 입력을 검출하는 캐비티압 센서로서, 그 검출 신호를 프로세스 제어장치(15)에 입력한다.
프로세스 제어장치(15)는 컴퓨터를 내장하고, 각 센서와 금형(4)이나 가열통에 형성된 온도 검출기로부터 입력되는 입력신호에 의하여 연산처리를 실행하고, 서어보 밸브 제어신호, 유량제어신호, 온도제어신호를 출력한다.
종래의 사출 성형기의 제어시스템은 이상과 같이 구성되어 있으며, 금형(4)이 클램프 되어 세트된 후, 프로세스 제어장치(15)로부터 출력되는 유량제어 신호와 서어보밸브 제어신호에 의하여 서어보밸브(8)가 작동하여, 스크루우(2)가 노즐 방향으로 이동하여 실린더(2')내에 충전되어 있던 용재가 노즐(3)로부터 금형(4)에 사출된다. 이와 같이 하여서 용재를 사출하면, 프로세스 제어장치(15)는 소정시간 보압하기 위한 제어를 실행하며, 그 후 냉각제어를 행하여 스크루우(2)가 유압실린더(7)의 동작에 의해 후퇴하여, 금형의 클램프를 해제하기 위한 제어를 행한다. 금형에 의하여 성형된 피가공품을 사출한 후, 다시 금형(4)이 클램프되어 유압모우터(5)가 구동되어서 스크루우 회전되며, 호퍼(1) 내의 칩이 실린더(2')내에 충전되어 용재화되며, 용재화된 후, 다시 상기와 같은 사출동작이 행해져서, 차폐로 피가공품이 완성되어간다.
그런데, 상기 종래의 사출 성형기의 제어시스템은 스크루우(2)가 유압모우터(5)와 유압실린더(7)에 의하여 작동하므로, 그 제어는 유체압 제어방식으로 되어 있다. 그러나, 유체압 제어방식은 제어의 응답성이 느리고, 기구가 복잡하여 보수상에 있어서도 번잡한 문제가 있었다.
한편, 근년에, 사출성형기의 스크루우를 전동 모우터에 의하여 구동하도록 하고, 컴퓨터에 의한 1차적인 제어를 행하도록 한 것이 제안되어 있다.
그러나 사출성형기의 스크루우와 사출축을 전동모우터에 의하여 구동하도록 한 경우, 그 제어에 있어서 여러 가지의 문제가 있다.
예를 들면, 사출성형기에 있어서의 사출 공정에 있어서는, 용재로 되어 있는 재료를 사출후, 일정시간 압력을 거는 보압이란 동작이 필요한데, 이를 전기적 제어계에 의하여 실행하는데는 곤란한 문제가 있었다.
본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위하여, NC 장치의 토오크 리미트 수법을 사용하여 전동 모우터에 토오크 리미트를 가함으로써, 사출 성형기의 제어계를 간소화함과 동시에, 신속 그리고 정확한 보압을 행할 수 있는 사출 성형기의 보압 제어방식을 제공함을 목적으로 한다.
[발명의 개시]
본 발명에 의하면, 호퍼 내의 원료칩을 전동기에 의하여 회전되는 스크루우에 의하여 실린더 내에 이송되며, 스크루우의 이동에 의하여 실린더 내의 원료를 금형내에 사출하는 사출 성형기의 보압 제어방식에 있어서, 스크루우를 갖는 사출축과, 사출축을 실린더 내에서 그 길이 방향으로 이동시키고 그리고 토오크 리미트 기능을 갖는 사출축 이동수단과, 사출축 이동 수단의 최종 목표 위치를 설정하는 수단과, 사출축이 최종위치에 도달후, 목표위치를 지난 소정의 위치를 지령하는 수단과, 사출축의 최종목표 위치를 지난 소정위치에 이동 지령을 받았을 때 사출축에 받는 압력을 제한하는 수단을 갖는 사출 성형기의 보압 제어방식이 제공된다.
본 발명에 의한 사출성형기의 보압 제어방식은 보압시에 사출축을 구동하는 전동모우터에 수치 제어장치가 토오크 리미트 지령을 주도록 하였으므로, 사출성형기의 제어계를 졸래의 것에 비하여 간소화할 수 있음과 동시에, 사출 성형기의 보압제어를 신속 그리고 정확하게 행할 수 있다.
[발명의 최선 실시형태]
이하, 본 발명을 두면에 나타낸 실시예에 의하여 구체적으로 설명한다.
제1도는 본 발명을 실시하는 사출 성형기의 제어시스템 구성도이다. 그리고 도면중 상기 제4도에 나타낸 것과 동일 부품에는 동일 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다. 동 도면에 있어서, 20은 사출축(2＂)(스크루우 전후축) 구동용 전동 모우터로서, 도면에는 나타나 있지 않으나, 주지의 토오크 리미트 기능을 갖는다. 21은 이 모우터의 회전 정보를 얻기 위한 펄스제네레이터로서, 그 검출 신호를 후술하는 이송축 제어회로(35)에 입력한다. 22는 스크루우 회전용 전동 모우터, 23은 이 모우터의 회전위치와 속도 신호를 얻기 위한 펄스제네레이터로서, 그 검출 신호를 이송축 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)(33)와, 입출력 포오트(34), 이송축 제어회로(35)와, 디스플레이 달린 조작반(36)과 테이프 판독기(37) 등을 갖고 있다. 그리고 도면중 38은 가공지령이 천공된 NC테이프이다. 그리고 본 발명에 있어서, 전동 모우터(20)의 제어방식은 주지의 토오크 리미트 기능을 갖고 있으며, 그 토오크 리미트 값은 가변이 되도록 구성되어 있다.
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 펄스제네레이터(21)에 의하여 검출된 전동 모우터(20)의 회전 정보를 이송축 제어회로(35)를 통하여 입력하고, 소정의 연산처리를 행하여 전동 모우터(20)를 피이드백 제어한다. 또 CNC 장치(30)는 펄스제네레이터(23)에 의하여 검출된 전동모우터(22)의 회전 정보를 이송축 제어회로(35)를 통하여 입력하며, 이 회전정보와 지령값을 비교하여, 전동모우터(22)를 소정의 회전으로 되도록 제어한다. 그리고 CNC 장치(30)는 사출 성형기의 각 부분으로부터 각종의 제어를 위한 정보를 입력하여 소정의 연산처리를 실행하여, 온도제어나 사출, 배압제어를 행한다.
다음에, 사출 성형기의 사출축의 보압 제어의 구체예에 대하여 설명한다.
사출 성형기는 사출 공정에 있어서 사출후, 일정시간 압력을 거는 보압이란 동작이 필요하게 된다. 이 보압을 본 발명에 있어서는, NC 장치의 토오크 리미트 수법을 사용하여 달성한다.
제2도는, 이와 같은 보압 동작을 설명하는 설명도이다. 동 도면에 있어서, P0내지 P4는 사출축의 위치, V1내지 V3는 사출축의 이동속도, S1내지 S3는 보압 제어시간, t1내지 t3는 토오크 리미트 값, 즉 보압력을 나타낸다.
CNC 장치(30)는, 먼저, 사출후는 사출축(2＂)의 개개의 위치 P0내지 P3에 있어서 사출축의 속도를 변화시키도록 속도 제어한다. 이 속도 제어법은 프로그램에 의하여 위치 P3의 위치와 기준으로 되는 속도를 1블록으로 지령해 놓고, 개개의 위치에 대응하는 오우버라이드(override) 테이블을 작성하여, RAM(33)의 파라미터 영역에 기억해 두고, 프로그램의 지령에 따라서 이송 속도 오우버라이드 값을 얻도록 한다. 그후, 토오크 리미트를 가하여 보압을 행하도록 한다.
이 점에 대하여 상술하면, 지령으로서는, 예를 들면 다음과 같이 행한다.
Ga X P3FfM tlin ;
GOO X P4M ine ;
여기서, Ga는 속도 제어 분배 지령, X은 위치를 지시하는 애드레스, P3와 P4는 사출축의 위치, F은 사출축의 이송 속도를 지시하는 애드레스, f은 기준으로 되는 속도, flin은 보압 지시, ine은 사출 완료지시, M은 M코우드를 나타내고 있다. 그리고 사출에 있어서는, 위치 P3까지 사출축의 속도 제어를 행하며, 위치 P3에서 압력 제어로 변환, 시간 S3까지 단계적으로 보압한다. 즉
(가) CNC 장치(30)는 사출축(2＂)을 다단의 속도 제어를 행하여 위치 P3에 위치 결정한다.
(나) 위치 P3에 위치 결정 t1되었음을 확인 후, CNC 장치(30)는 전동 모우터(20)의 토오크 리미트 값을 t으로 한다.
(다) CNC 장치(30)는 최종 사출축 위치 P3보다 더 지나서 있는 위치 지령 P4의 위치 지령을 행한다. 즉 CNC 장치(30)는 속도 전압(VCMD)의 발생과 보압에 의하여 압입하는 한계점을 지시한다.
(라) 시간 S1이 되면 CNC 장치(30)는 토오크 리미트 값 t2로 절환한다.
(마) 또한 시간 S2로 되면 CNC 장치(30)는 토오크 리미트 값 t3로 절환한다.
그리고 시간 S3이 되면, CNC 장치(30)는 냉각 타이머를 기동하여, 사출공정을 완료한다.
이와 같이 NC 장치의 토오크 리미트 수법을 사출 성형기의 보압 제어에 적합시키도록 할 수가 있다.
이상과 같이 본 발명은, 사출 성형기의 사출축을 구동하는 전동 모우터와, 이 모우터를 제어하는 수치 제어장치를 갖고, 이 수치 제어장치는 사출축이, 최종 이동위치에 위치 결정된 후에, 전후 전동모우터에 토오크 리미트 지령을 주어서 압력의 제어를 행하도록 하였으므로, 종래의 것에 비하여 사출 성형기의 제어계를 간소화 할 수가 있음과 동시에, 사출 성형기의 보압 제어를 신속, 그리고 정확하게 행할 수가 있다. 특히 종래의 유체 제어에 의한 사출 성형기의 보압기구에 대체하여 NC 장치를 조입한 신규의 보압방식을 확립한 것으로서, 그 효과는 현저하다.
이상 본 발명을 도시의 실시예에 의하여 설명하였는데, 본 발명은 실시예에 나타낸 것만에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 주지의 범위 내에서 여러 가지의 변형은 가능하며, 이들을 본 발명의 범위에서 배제하는 것은 아니다.
[산업상 이용 가능성]
이상과 같이, 본 발명은 사출 성형기의 사출축을 전동 모우터에 의하여 구동하도록 구성하고, 보압시에 이 전동 모우터에 토오크 리미트 지령을 주도록 하였으므로, 수치 제어장치에 의한 사출 성형기의 보압 제어에 적용하는데 적합하다.

Claims (6)

  1. 호퍼내의 원료칩을 전동기에 의하여 회전되는 스크루우에 의하여 실린더 내로 이송되고, 스크루우의 이동에 의하여 실린더 내의 원료를 금형 내에 사출하는 사출 성형기의 보압 제어 방식에 있어서, 스크루우를 갖는 사출축 ; 사출축을 실린더 내에서 그 길이 방향으로 이동시키고 그리고 토오크 리미트 기능을 갖는 사출축 이동수단 ; 사출축 이동 수단의 최종 목표 위치를 설정하는 수단 ; 사출축이 최종 위치에 도달 후, 목표 위치를 더 지난 소정의 위치를 지령하는 수단 ; 사출축이 최종 목표 위치를 지난 소정 위치에 이동 지령을 받았을 때 사출축에 받는 압력을 제한하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 사출 성형기의 보압 제어 방식.
  2. 제1항에 있어서, 사출 이동수단은 전동 모우터 임을 특징으로 하는 사출 성형기의 보압 성형기의 보압제어 수단.
  3. 제1항에 있어서, 적어도 사출축 이동수단을 수치 제어장치에 의하여 제어함을 특징으로 하는 사출 성형기의 보압 제어방식.
  4. 제2 또는 3항에 있어서, 사출축이 최종 목표위치를 지난 소정위치에 이동 지령을 받았을 때 사출축에 받는 압력을 제한하는 수단은 전동 모우터의 토오크 리미트 기능 수단임을 특징으로 하는 사출 성형기의 보압 제어방식.
  5. 제1항에 있어서, 사출축이 최종 목표 위치를 지난 소정위치에 이동 지령을 받았을 때, 사출축에 받는 압력을 제한하는 수단의 제한압력은 가변임을 특징으로 하는 사출 성형기의 보압 제어방식.
  6. 제5항에 있어서, 사출축이 최종 목표 위치를 지난 소정위치에 이동 지령을 받았을 때 사출축에 받는 압력을 제한하는 수단의 제한 압력은 시간의 경과와 함께 감소시킴을 특징으로 하는 사출 성형기의 보압 제어방식.
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