KR930003743B1 - 전동식 사출장치에 사용되는 배압력(背壓力) 제어장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

전동식 사출장치에 사용되는 배압력(背壓力) 제어장치

제1도는 본 발명에 따른 배압제어 방법을 실시하는 한 실시예의 사출장치에 대한 성형기의 일부를 보이는 단면도.

제2도는 제1도의 II-II선을 따라 취한 단면도.

제3도는 일부분을 절단한 사출장치의 배면도.

제4도는 배압력을 검출하기 위하여 사용되는 수지압력을 검지하는 수지검지기가 장착된 사출장치의 단면도.

제5도는 배압제어회로의 블록도.

본 발명은 합성수지를 성형하기 위해 사용되는 사출성형기의 일부분을 형성하고 성형재료를 사출하기 위해 전기모터로 작동되는 사출장치의 배압제어방법에 관계한다.

미국특허 제4,540,359호에 사출성형기의 사출장치가 유압수단 대신에 전기모터에 의해 구동되는 기술이 설명되어 있다. 이 종래기술은 본원의 발명자에 의해 개발되었으며 상기 특허에서는 배압이 전동 브래이크에 의해 제어된다.

사출 플런저(plunger)의 배압이 전동 브래이크에 의해 제어되는 종래기술에 있어서, 사출 플런저를 전방으로 이동시키는 스크류(screw)축 및 스크류축과 나사 결합되어 회전력을 사출 플런저의 축방향 추력으로 변환하는 플런저 가동부재 등과 같은 부재들이 플런저와 배압제어장치 사이에 배치되고, 더우기 배압제어장치에 의하여 수용된 사출 플런저로부터의 배압은 간접적이고 이들 사이에 배치된 부재들 사이에서 마찰력이 발생하기 때문에 배압제어의 정밀도가 낮아지는 단점이 있다.

본 발명은 앞에서 기술된 제동수단이 배압제어수단으로 사용되는 종래기술이 갖고 있는 문제점들을 해결하기 위해 이룩된 것이다. 본발명의 목적은 전기모터가 배압제어수단으로 사용되고 피이드백 제어와 전기모터의 회전력을 사용하여 응답성(應答性)이 양호하고 고정도(高精度)로 사출 플런저의 배압을 제어하는 신규한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용융수지 압력 또는 사출 플런저의 후향력의 반작용으로서 발생된 추력을 받는 부분의 변형을 전기적으로 측정하여 배압을 측정하고, 설정된 배압과 작동중의 배압 사이의 차이전류(차전류)에 의해 배압을 설정값과 일치하게 되도록 피이드백 제어에 의해 전기모터를 제어 및 구동하는 단계로 구성된 배압제어 방법을 제공하는 것이다.

사출장치는 외주에 스크류가 가공된 사출 플런자(1)를 포함하는 사출가열 튜브(2)와 사출가열 튜브를 유지해주는 기계 베드(bed,3)상의 하우징(housing,4)으로 구성된다. 하우징(4)은 회전축(5)과 평행한 하우징의 전후벽(4a,4b)을 가로질러 장착된 가동부재의 양면의 지지축(7,7)과 회전축(5)을 통하여 사출 플런저(1)의 후단부에 연결된 플런저 가동부재(6)를 포함한다. 플런저 가동부재(6)가 측방향으로 미끄럼 이동할 수 있게 플런저 가동부재(6)가 지지축(7,7)에 장착되었다.

플런저를 회전시키는 기어(8)를 갖는 소경 연장축(5a)이 회전축(5)의 후단부에 돌출되어 마련되고, 플런저 가동부재(6)가 트러스트 베어링(trust bearing,9)을 통해 축(5a)의 끝에 연결되어 있다.

플런저 가동부재(6)의 중앙부분은 원통형태이며, 내주면(inner peripheral surface)에 나사가 가공된 나사 수납부재(10)가 상기 중앙부분의 후단부 안에 고정되고, 스크류축(11)이 사출 플런저(1)와 동심축 관계를 이루면서 부재(10)안에 나사식으로 끼워진다.

스트류축(11)의 후단부는 트러스트 베어링수단(12)에 의해 하우징의 후측벽(4)의 베어링부(4c)상에서 회전가능하게 지지되고, 기어(13)가 축부분(11a)에 장착되어 있다.

앞에서 기술한 기어(8,13)는 기어(17,18)와 각각 맞물려 있으며, 이들은 하우징(4)의 내부 하측에 있는 전동축(14)에 장착되어 있다. 하우징(4)의 하면에 연결된 직류전동식 서보 모터(servo-motor,19)의 구동축과 전동축(14)이 구동벨트(20)로 연결되어 서보모터(19)가 사출 플런저(1)를 축방향으로 이동하게 하고 회전하게 하는 구동원으로 사용된다.

참조부호(21)는 하우징의 후측벽(4b)의 변형량을 측정하기 위한 스트레인 게이지(strain gage)를 나타내고, 이 스트레인 게이지는 플런저(1)가 사출재료를 이송할 때 발생하는 반력을 받는 부분 즉 축부분(11a)이 지지되는 하우징의 후측벽(4b)의 베어링부(4c)에 장착된다.

참조부호(22)는 축부분(11a)을 통해 사출 플런저(1)가 사출재료를 이송할 때 발생하는 배압(플런저의 배압력)을 제어하기 위한 직류모터를 나타내고, 이 전기모터(22)는 베어링부(4c)에 고정되어 있다.

이 실시예에서는 배압제어장치로 직류 서보모터를 사용했지만, 본원의 장치에는 토오크를 제어할 수 있는 전기모터 즉 교류서보모터, 히스테리시스 모터(hysteresis motor), 토오크 모터 등을 사용해도 된다.

스트레인 게이지(21)는 시중에서 구매가능한 몰드형(mold type)의 스트레인 게이지도 가능하며, 이 스트레인 게이지는 플라스틱 케이싱안에 몰딩되고 나사로 베어링부(4c)에 고정된다.

이제까지 기술된 바와같이 구성된 전동사출기의 사출 플런저(1)는 기어(17,8)의 회전으로 후방으로 이동 및 회전하고(사출재료를 이송), 기어(18,13)의 회전으로 전방으로 이동한다.

특히, 사출재료 이송중에, 회전축(5)이 기어(8)의 회전에 의해 회전하고, 사출 플런저(1)가 회전하여, 스크류의 회전에 의해 사출재료가 호퍼(hopper)로 부터 가열 튜브의 최전방으로 이송된다.

사출 플런저(1)로 사출재료를 이송할 때 반작용으로서 발생된 후방향 힘이 플런저 가동부재(6)를 통해 나사 수납부재(10)로 전달되고 스크류축(11)에 작용하여 가동부재(6)와 함께 사출 플런저(1)를 후방으로 이동하게 하는 방향으로 회전력이 스크류축(11)에 발생하게 한다. 동시에, 전기모터(22)가 구동 및 제어되어 스크류축(11)에 제동력을 가하여 용융재료에 배압(플런저의 배압력)이 가해진 상태에서 사출재료가 공급된다.

스크류축(11)의 배압의 반작용으로 추력이 발생한다. 앞에서 기술한 배압이 트러스트 베어링(12)를 통해 하우징의 후측벽(4b)에 전달되고, 그결과로 하우징의 후측벽(4b)에 응력이 가해지고, 그결과 스트레인 게이지(21)가 장착된 베어링부(4c)에 배압에 해당하는 미소한 변형이 발생하고, 이 변형량을 스트레인 게이지(21)에 의해 전기적으로 측정하여 배압을 검출해낸다.

다음으로, 배압제어방법을 제5도를 참조하면서 설명하겠다.

이렇게 발생된 배압을 스트레인 게이지(21)로 측정하고 동시에 스트레인 증폭기(23)에 의해 증폭하여, 배압에 해당하는 전류(I₂)가 발생한다.

배압설정 유니트(24)에 의해 설정된 배압에 해당하는 전류(I₁)에 부가하여 얻은 차전류(△I)와 가산기(25)로 피이드백되는 배압전류(I₂)가 전류증폭기에 의해 증폭되고, 그후에 전력변환기(27)로 공급된다. 전력변환기(27)는 트랜지스터가 사용된 펄스폭제어회로 또는 다이리스터가 사용된 도통개시제어회로로 구성되고, 입력된 증폭 전류에 대응하는 아마추어(amature)전류가 직류모터(22)에 직접 공급된다. 이와 함께, 사출 플런저(1)의 배압제어는 설정된 배압치가 되도록 피이드백 제어로 모터(22)의 구동을 제어하며, 이렇게 하여 배압은 높은 정밀도로 제어된다.

본 실시예에 있어서 사출 및 회전을 위해 서보모터가 사용되었지만, 배압제어를 위해 다른 모터도 사용될 수 있다. 또한 사출용 서보모터가 배압 제어용으로 사용되고 사출용 서보모터와 분리하여 플런저 회전용 모터가 제공될 수도 있다.

이제까지 기술한 바와 같이, 본발명에 따라서, 전기모터가 배압제어용 제어장치로 사용되고, 전기모터가 피이드백 제어로 구동 및 제어되어 배압이 설정된 배압과 일치하게 된다. 따라서, 본 장치는 이송기구의 마찰저항에 영향을 받지 않기 때문에 감도가 좋고 배압을 고정도로 제어할 수 있다. 또한, 사출재료 또는 사출될 물건에 따라 배압이 고정도로 제어되고 배압의 제어가 고정도로 이루어진다. 따라서 본 장치는 구동원으로 전기모터가 사용되는 사출장치의 배압제어장치로서는 최적이다.

Claims (3)

1. 구동원으로서 전기모터에 의하여 사출 가열 튜브내의 사출 플런저가 전진이동 및 회전하고, 사출재료의 이송동안 사출 플런저의 후향 이동이 회전운동으로 변환되고, 상기 회전력이 제어되어 상기 사출 플런저의 배압이 제어되는 전기작동 사출장치에 있어서, 상기 사출 플런저용 배압제어 수단으로서 전기모터가 사용되고, 상기 배압으로서 상기 사출 가열 튜브내의 용융 사출재료 압력 또는 상기 사출 플런저의 후향력을 전기적으로 측정하고, 피이드백 제어에 의하여 상기 모터를 구동 및 제어하여 상기 배압이 설정치와 같게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 전동식 사출장치의 배압제어방법.
2. 제1항에 있어서, 플런저 가동부재를 통해 상기 사출 플런저를 전방으로 이동하는 스크류축 상에 마련된 전기모터에 의해 상기 배압제어가 실행되고 상기 사출 플런저의 후향력의 반작용으로 상기 스크류축에 발생된 추력을 받는 부분의 변형을 전기적으로 측정하여 배압을 검출해내는 것을 특징으로 하는 전동식 사출장치의 배압제어방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 사출가열 튜브의 최전단내에 마련된 수지압력 감지기에 의하여 용융수지압력을 전기적으로 측정하여 상기 배압검출이 실행되는 것을 특징으로 하는 전동식 사출장치의 배압제어방법.

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