KR0178179B1 - Nozzle temperature control method for the injection mold - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사출 성형기에 관한 것으로, 특히 사출 성형기의 노즐측의 온도제어시 응답속도를 높이고, 히터를 초기구동시 동시에 구동하지 않고 순차적으로 구동시켜 적은 전력으로 정확한 온도를 제어하도록 한 사출 성형기 노즐온도 제어방법에 관한 것으로, 히터(H4-H1)를 가동하는 단계와, 상기 히터(H4-H1)가 가동됨에 따라 설정온도를 제어기에 입력하고 실제온도를 제어기가 온도센서를 통해 입력받아 이를 비교하는 단계와, 상기 실제온도가 상기 설정온도의 70% 이상일때 펄스의 주기를 계산하여 히터의 온/오프 시간을 결정하고 이하일때 제어기가 실제온도를 온도센서를 통해 입력받는 단계로 복귀하는 단계와, 상기 결정된 히터의 온/오프 시간 만큼 히터를 온/오프 시킨후 시스템의 동작을 오프(off)시키면 종료하고 아니면 처음 단계로 복귀하는 단계로 이루어짐으로써, 본 발명은 히터가열시 고속 응답속도로 가열되어 작동 전력소모가 적고, 마그네틱 스위치의 온/오프 량을 감소시켜 수명을 연장하며, 일정수준 이상의 온도에 도달한 후에는 PI 제어를 하므로 매우 정밀한 온도를 제어할 수 있고, 히터의 처음 구동시 히터를 동시에 구동하지 않고 순차적으로 구동함으로써 전력이 부족되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an injection molding machine, and in particular, to increase the response speed in controlling the temperature of the nozzle side of the injection molding machine, and to drive the heater sequentially without initial driving at the same time to control the precise temperature with a small power. A control method, comprising: operating a heater (H4-H1), and inputs a set temperature to the controller as the heater (H4-H1) is operated, and compares the actual temperature received by the controller through a temperature sensor And calculating the on / off time of the heater by calculating the period of the pulse when the actual temperature is 70% or more of the set temperature, and returning to the step of receiving the actual temperature through the temperature sensor when the temperature is below. After the heater is turned on / off by the on / off time of the determined heater, the operation of the system is turned off. By the system, the present invention is heated at a high speed response time when the heater is heated to reduce the operating power consumption, extend the life by reducing the amount of on / off of the magnetic switch, and after the temperature reaches a certain level above the PI control Very precise temperature can be controlled, and the first driving of the heater has the effect of preventing the phenomenon of power shortage by sequentially driving the heater without driving at the same time.
Description
본 발명은 사출 성형기에 관한 것으로, 특히 사출 성형기의 노즐측의 온도제어시 응답속도를 높이고, 히터를 초기구동시 동시에 구동하지 않고 순차적으로 구동시켜 적은 전력으로 정확한 온도를 제어하도록 한 사출 성형기 노즐온도 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an injection molding machine, and in particular, to increase the response speed in controlling the temperature of the nozzle side of the injection molding machine, and to drive the heater sequentially without initial driving at the same time to control the precise temperature with a small power. It relates to a control method.
제1도는 종래 사출성형기 노즐의 개략도로서, 이에 도시한 바와 같이 220V/380V 및 50∼60Hz의 교류전원을 공급하는 전원부(1)와, 상기 전원부(1)의 전원공급에 의해 히팅되는 히터(2A-2D)와, 상기 히터(2A-2D)의 온도를 감지하는 온도센서(3A-3D)와, 상기 히터(2A-2D)를 구동하기 위한 SSR(4A-4D)과, 상기 온도센서(3A-3D)의 신호를 읽어들여 노즐의 온도를 제어하는 제어기(5)와, 상기 히터(2A-2D) 및 온도센서(3A-3D)가 장착되어 있는 노즐(6)로 구성된 것으로, 이의 작용을 제2도 및 제3도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.FIG. 1 is a schematic view of a conventional injection molding machine nozzle. As shown therein, a power supply unit 1 for supplying AC power of 220V / 380V and 50 to 60Hz, and a heater 2A heated by power supply of the power supply unit 1 are shown. -2D, a temperature sensor 3A-3D for sensing the temperature of the heaters 2A-2D, an SSR 4A-4D for driving the heaters 2A-2D, and the temperature sensor 3A Controller (5) for reading the signal of -3D and controlling the temperature of the nozzle, and the nozzle (6) equipped with the heater (2A-2D) and the temperature sensor (3A-3D). Referring to Figures 2 and 3 as follows.
사출성형기 노즐(6)의 실제온도(g)가 설정온도(f) 이상이 될때 까지 히터(2A-2D)의 온/오프를 일정한 주기로 반복하여 노즐(6)의 온도를 다시 상승시키는 방법으로 온도를 제어하고, 초기시간이 0 일때 실제온도(g)는 상온과 동일하게 시작하는데, 이때 설정온도(f)를 입력하면 상온과의 차이에 비례하여 히터(2A-2D)를 시간(Ton)만큼 켜고 시간(Toff) 만큼 끄는 것을 반복하여 노즐(6)을 가열하며, 상기 시간(Ton)은 일정한 상수이다.By repeating the on / off of the heaters 2A-2D at regular intervals until the actual temperature g of the injection molding machine nozzle 6 becomes equal to or higher than the set temperature f, the temperature of the nozzle 6 is increased again. When the initial time is 0, the actual temperature (g) starts to be the same as the room temperature. If the set temperature (f) is input, the heaters 2A-2D are turned on by the time (Ton) in proportion to the difference with the room temperature. The nozzle 6 is heated by repeatedly turning on and turning off by a time Toff, the time Ton being a constant constant.
또한, 처음 히터(2A-2D)를 온(on) 시키기 시작한 시점의 구간이 (a)일때 히터(2A-2D)를 시간(Ton) 만큼 켜고 시가(Toff) 만큼 끄는 것을 반복하여 노즐(6)을 가열하는데, 이때 전구간에 걸쳐 최고의 온도차이를 나타내어 시간(Toff) 또는 일정한 상수가 되고, 일정한 주기의 펄스 동작으로 노즐(6)을 가열하며, 이때 실제온도(g)가 설정온도(f) 이상(b)이 되면 히터(2A-2D)는 꺼지고 실제온도(g)는 낮아진다.Further, when the section at the time when the first heater 2A-2D starts to be turned on is (a), the heater 6A is repeatedly turned on by the time Ton and turned off by the cigar Toff while the nozzle 6 is repeatedly turned on. Heats the nozzle 6 with a constant period of pulse operation, where the actual temperature (g) is greater than or equal to the set temperature (f). When (b) is reached, the heaters 2A-2D are turned off and the actual temperature g is lowered.
그리고, 상기 실제온도(g)가 설정온도(f) 보다 낮아질때(3) 실제온도(g)와 설정온도(f)의 온도차에 따라 히터(2A-2D)를 온/오프 하는 것을 반복하고 (c)는 (a)보다 온도차가 적어 시간(Toff)이 길어진다.Then, when the actual temperature (g) is lower than the set temperature (f) (3) it is repeated to turn on / off the heater (2A-2D) according to the temperature difference between the actual temperature (g) and the set temperature (f) ( c) has a smaller temperature difference than (a), resulting in a longer time Toff.
상기와 같이 종래의 제어방식에 있어서는 히터작동 시작시 초기 구간에서 설정온도까지 일정한 주기로 히터의 온/오프를 반복함으로써 설정온도까지의 응답속도가 느리고, 이후 실제온도가 설정온도 보다 낮아진후 다시 설정온도까지 실제온도를 도달시키기 위해서 설정된 주기로 온/오프를 반복하여 히터를 오프하고 있는 동안은 노즐을 가열하지 않아 고속가열일때 응답속도가 느려지며, 히터의 온되는 시간이 일정한 상수이므로 가열시간은 항상 일정하고 가열하지 않는 시간을 조절하는 것으로 온도조절을 하여 미세한 압력을 주지 못하여 실제온도와 설정온도의 제어오차가 발생하고, 온도제어 시작시 4개의 히터를 동시에 구동하여 순간전력 소비가 커져 전원선의 노이즈가 발생하는 문제점이 있었다.In the conventional control method as described above, the response speed to the set temperature is slow by repeating the on / off of the heater at a predetermined cycle from the initial section to the set temperature at the start of the heater operation, and then the set temperature is lowered after the actual temperature is lower than the set temperature. While the heater is turned off by repeating the on / off cycle at a set cycle to reach the actual temperature until, the response speed becomes slow when the nozzle is not heated, and the heating time is always constant since the on time of the heater is a constant constant. By controlling the time not to heat and controlling the temperature, it can't give minute pressure, so the control error of actual temperature and set temperature occurs, and at the start of temperature control, four heaters are driven simultaneously to increase the instantaneous power consumption and noise of power line There was a problem that occurred.
제1도는 종래 사출성형기 노즐의 개략도.1 is a schematic view of a conventional injection molding machine nozzle.
제2도는 종래 제어기의 제어 상태도.2 is a control state diagram of a conventional controller.
제3도는 종래 제어기의 초기구동시 가동 파형도.Figure 3 is a waveform diagram of the operation during the initial drive of the conventional controller.
제4도는 본 발명 제어기의 제어 상태도.4 is a control state diagram of the controller of the present invention.
제5도는 본 발명 제어기의 초기구동시 가동 파형도.5 is a waveform diagram of the initial operation of the controller of the present invention.
제6도는 본 발명 사출 성형기 노즐온도 제어방법의 신호흐름도.6 is a signal flow diagram of a nozzle temperature control method of the present invention injection molding machine.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 전원부 2A-2D : 히터(H1-H4)1: power supply unit 2A-2D: heater (H1-H4)
3A-3D : 온도센서 4A-4D : SSR3A-3D: Temperature sensor 4A-4D: SSR
5 : 제어기 6 : 노즐5 controller 6 nozzle
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 수단으로, 히터(H4-H1)를 가동하는 단계와, 상기 히터(H4-H1)가 가동됨에 따라 설정온도를 제어기에 입력하고 실제온도를 제어기가 온도센서를 통해 입력받아 이를 비교하는 단계와, 상기 실제온도가 상기 설정온도의 70% 이상일때 펄스의 주기를 계산하여 히터의 온/오프 시간을 결정하고 이하일때 제어기가 실제온도를 온도센서를 통해 입력받는 단계로 복귀하는 단계와, 상기 결정된 히터의 온/오프 시간 만큼 히터를 온/오프 시킨후 시스템의 동작을 오프(off)시키면 종료하고 아니면 처음 단계로 복귀하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention is a means for solving the problems of the prior art as described above, the step of operating the heater (H4-H1), and as the heater (H4-H1) is operated to input the set temperature to the controller and the actual temperature The controller receives the input from the temperature sensor and compares it, and the on / off time of the heater is determined by calculating the period of the pulse when the actual temperature is 70% or more of the set temperature. And returning to the step of receiving input through the step of turning off the system after turning on / off the heater by the on / off time of the determined heater and ending the step or returning to the first step. do.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제4도는 본 발명 사출성형기 노즐온도의 제어 상태도로서, 이의 작용을 제5도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Figure 4 is a control state diagram of the injection molding machine nozzle temperature of the present invention, the operation thereof will be described in detail with reference to FIG.
(a)와 같이 사출성형기의 노즐을 가열하기 시작하면 실제온도(j)가 설정온도(h)의 70%(i)에 도달할 때 까지 히터를 끄지 않고 계속 켜 놓고, 상기 실제온도(j)가 상기 설정온도(h)의 70%에 도달하면(b) 히터를 적정 주기(Ton) 동안 켜거나 적정 주기(Toff) 동안 끄는 것을 반복하는데, 이때 상기 주기(Ton,Toff)는 PI 제어에 의해 결정되는 변수이다.When the nozzle of the injection molding machine starts heating as shown in (a), the heater is continuously turned on without turning off the heater until the actual temperature j reaches 70% (i) of the set temperature h, and the actual temperature j Reaches 70% of the set temperature (h) (b) the heater is turned on for a proper period (Ton) or turned off for a proper period (Toff), wherein the periods (Ton, Toff) are controlled by PI control. The variable to be determined.
또한, 상기 실제온도(j)가 상기 설정온도(h) 보다 높아지면(e) 기본 주기(Ton,Toff)에 따라 히터를 온/오프 하며, 실제온도(j)가 설정온도(h) 보다 낮아지면(d) PI 제어에 의해 계산된 적정 주기(Ton,Toff)에 맞추어 히타를 켜거나 끄는 방식으로 실제온도(j)가 설정온도(h)가 될 때까지 가열하고, 상기와 같은 방법으로(e)(f)(g) 등에서 실제온도(j)를 제어하는데, 이때 주기(Ton,Toff)가 일정한 상수가 아닌 변수이므로 히터를 온/오프 하는 시간의 가변으로 세밀한 온도제어를 할 수 있다.Further, when the actual temperature j is higher than the set temperature h (e), the heater is turned on / off according to the basic periods Ton and Toff, and the actual temperature j is lower than the set temperature h. (D) Heat the heater until the actual temperature (j) reaches the set temperature (h) by turning the heater on or off in accordance with the proper period (Ton, Toff) calculated by the PI control, and in the same manner as described above ( e) (f) (g) controls the actual temperature j. At this time, since the period (Ton, Toff) is not a constant constant, it is possible to perform fine temperature control by varying the time to turn on / off the heater.
또한, 상기 온도제어 방법은 보일러의 수온조절이나 난방용 온도조절기, 정유시설 같은 온도제어를 요구하는 산업시설에 적용할 수 있고, 종래의 늦은 응답속도를 제거하기 위해 펄스형의 신호에 의한 히터의 온/오프 형태의 가열방식 대신에 일정온도 까지는 계속 가열하는 PI 제어방식을 사용하며, 처음 구동시 걸리는 동력적 로드(load)를 경감하기 위해 순차적인 히터를 온(on) 시켜 순차적으로 전력의 부족을 제거함으로써 주제어기의 전력공급 안정으로 에러 발생율을 최소화 할 수 있다.In addition, the temperature control method can be applied to industrial facilities that require temperature control, such as water temperature control of the boiler, temperature controller for heating, refinery, and the like to turn on the heater by the pulse type signal in order to eliminate the conventional slow response speed Instead of the on / off type heating method, the PI control method that continuously heats up to a certain temperature is used, and in order to reduce the dynamic load that occurs during the first operation, the sequential heater is turned on to eliminate the power shortage sequentially. By eliminating the power supply of the main controller, the error occurrence rate can be minimized.
제5도는 본 발명 사출성형기 노즐온도의 제어방법의 신호흐름도로서, 히터(H4-H1)를 가동하는 단계와(S1-S4), 상기 히터(H4-H1)가 가동됨에 따라 설정온도를 제어기에 입력하고 실제온도를 제어기가 온도센서를 통해 입력받아 이를 비교하는 단계와(S5-S7), 상기 실제온도가 상기 설정온도의 70% 이상일때 펄스의 주기를 계산하여 히터의 온/오프 시간을 결정하고 이하일때 제어기가 실제온도를 온도센서를 통해 입력받는 단계로 복귀하는 단계(S8)(S9)와, 상기 결정된 히터의 온/오프 시간 만큼 히터를 온/오프 시킨후 시스템의 동작을 오프(off)시키면 종료하고 아니면 처음 단계로 복귀하는 단계(S10)(S11)로 이루어진다.5 is a signal flow diagram of the method for controlling the nozzle temperature of the injection molding machine of the present invention, the steps of operating the heaters H4-H1 (S1-S4) and operating the heaters H4-H1 to the controller are performed. Inputting and comparing the actual temperature by the controller through the temperature sensor (S5-S7), and determining the on / off time of the heater by calculating the period of the pulse when the actual temperature is 70% or more of the set temperature. And when the controller returns to the step of receiving the actual temperature through the temperature sensor (S8) (S9) and turns off the heater by the on / off time of the determined heater and then turns off the operation of the system. If done, it ends (S10) and returns to the first step.
따라서, 히터를 온/오프 하는 시간이 모두 가변하는 방식으로 온도를 제어하거나, 히터를 처음 켰을때 설정온도의 70% 까지는 히터를 계속 온(on) 시켜 제어하거나, 처음 히터를 구동시 히터를 동시에 켜지 않고 순차적으로 온(on) 시킴으로써 순간 구동전류의 과다사용 및 노이즈 발생을 억제한다.Therefore, the temperature is controlled in such a way that the heater on / off time is all variable, or when the heater is turned on for the first time, the heater is kept on for up to 70% of the set temperature, or the heater is operated at the same time when the heater is first driven. By turning on sequentially without turning on, excessive use of instantaneous driving current and noise generation are suppressed.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 히터가열시 고속 응답속도로 가열되어 작동 전력소모가 적고, 마그네틱 스위치의 온/오프 량을 감소시켜 수명을 연장하며, 일정수준 이상의 온도에 도달한 후에는 PI 제어를 하므로 매우 정밀한 온도를 제어할 수 있고, 히터의 처음 구동시 히터를 동시에 구동하지 않고 순차적으로 구동함으로써 전력이 부족되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention is heated at a high-speed response speed when the heater is heated, thus reducing operating power consumption, extending the life by reducing the on / off amount of the magnetic switch, and controlling the PI after reaching a temperature above a certain level. Since it can control a very precise temperature, there is an effect that can prevent the phenomenon of power shortage by sequentially driving without driving the heater at the time of the first drive of the heater.
본 발명은 PI 제어방식을 이용하여 응답속도를 높이고 초기구동시 걸리는 동력적 부하를 경감하기 위해 히터를 순차적으로 구동시킴으로써 전력의 부족현상을 제거하여 제어기의 에러를 최소화 하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to minimize the error of the controller by eliminating the power shortage by sequentially driving the heaters to increase the response speed and reduce the dynamic load during initial driving using the PI control method.
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