KR100197304B1

KR100197304B1 - 작동단계가 간소화된 사출성형기

Info

Publication number: KR100197304B1
Application number: KR1019940024691A
Authority: KR
Inventors: 아쯔시 이시까와; 요시유기 이마또미; 가즈오 히라오까; 요시히꼬 나가따; 히또시 하라
Original assignee: 오자와 미토시; 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1999-06-15
Also published as: CN1107097A; DE69422681D1; DE69422681T2; US5540577A; CN1061931C; EP0649721A1; EP0649721B1; KR950011090A

Abstract

본 발명의 사출성형기는 고정압반에부착 고정성형틀과 가동압반에 부착된 가동성형틀로 이루어진 성형틀, 이 성형틀을 개폐시키도록 가동 압반을 구동시키는 구동원, 및 고정압반과 가동압반상에서 선택된 소정의 2개의 위치들 사이의 거리를 압반간격으로서 검출하여 거리검출신호를 발생시키는 거리센서를 포함하고 있다.

압력센서가 구동원에 의해서 작용되는 체결압력을 검출하여 압력 검출신호를 발생시킨다. 제어부가 거리검출신호 및 압력검출신호에 응답하여 구동원을 제어하여서 압반간격 및 체결압력을 여러단계에 걸쳐서 조절한다.

Description

작동단계가 간소화된 사출성형기

제1도는 본 발명이 적용되는 사출성형기에서 사출기 및 체결장치를 보여주는 개략도이다.

제2도는 본 발명의 사출성형기에서 사용되는 거리센서의 일실시예를 보여주는 사시도이다.

제3도는 본 발명의 사출성형기에서 사용되는 거리센서의 다른 실시예를 보여주는 개략도이다.

제4도는 본 발명의 제1실시예에 따른 제어부의 개략적인 블록선도이다.

제5도는 본 발명의 제1실시예에 따른 제어부의 제어작동중 전반부를 나타낸 플로우챠트이다.

제6도는 본 발명의 제1실시예에 따른 제어부의 제어작동중 후반부를 나타낸플로우챠트이다.

제7도는 본 발명의 제1실시예에 따른 제어부의 제어작동 중에 압반간격, 체결 압력, 사출속도, 및 사출압력의 변화를 보여주는 그래프이다.

제8(a)도 및 제8(b)도는 각각 본 발명에 따른 속도-압력 연결의 시기를 설명하기 위해서 여러 체결압력 및 그 미분값을 보여주는 그래프들이다.

제9도는 본 발명에 따른 압반간격을 한정하는 함수 형태의 한예를 보여주는 그래프이다.

제10(a)도, 제10(b), 및 제10(c)도는 각각 본 발명에 따른 압반간격의 변화중에서 변곡점을 검출하는 원리를 보여주는 그래프들이다.

제11도는 본 발명의 제2실시예에 따른 제어부의 제어작동중 후반부를 나타낸 플로우챠트이다.

제12도는 본 발명의 제2실시예에 따른 제어부의 제어작동 중에 압반간격, 체결압력, 사출속도, 및 사출압력의 변화를 보여주는 그래프이다.

제13도는 본 발명의 제3실시예에 따른 제어부를 보여주는 개략적인 블록선도이다.

제14도는 본 발명의 제3실시예에 따른 제어부의 제어작동중 전반부를 나타낸 플로우챠트이다.

제15도는 본 발명의 제3실시예에 따른 제어부의 제어작동중 후반부를 나타낸 플로우챠트이다.

제16도는 본 발명의 제3실시예에 따른 제어부의 제어작동중에 압반간격, 체결압력, 사출속도, 및 사출압력의 변화를 보여주는 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 호퍼 12 : (가열)실린더

13 : 스크류 14 : (사출) 실린더

14-1 : (사출실린더)의 유입 및 유출구

15 : 피스톤 16 : 노즐

17 : 고정 성형틀 18 : 가동 성형틀

21 : 고정압반 22 : 후방압반

23 : 결합봉 24 : 유압 실린더

24-1, 24-2 : (유압 실린더의)유입 및 유출구

25 : (유압 실린더의)피스톤 26 : 가동압반

28 : 거리센서 28-1 : 레이저 헤드

28-2 : 반사기 27 : 제1압력센서

30 : (장착용)테이블 31 : 센서부

41 : 설정장치 42 : 압력제어밸브

43 : 마이크로 프로세서 장치 44 : 메모리

51 : 수지압력센서 52 : 제2압력센서

53 : 스크류 위치센서

본 발명의 수지재료를 성형하기 위한 사출성형기에 관한 것이며, 특히 작업자에 의해서 수행되는 작동이 용이하게 수행될 수 있도록 개선된 제어 시스템에 관한 것이다.

통상적으로, 수지제품의 사출 성형은 수지용융단계, 충전단계, 고정단계, 및 냉각단계를 포함하는 성형싸이클을 통해서 수행되고 있다. 우수한 품질의 성형 제품을 제공하기 위해서는, 통상적으로 고정성형틀 및 가동 성형틀을 포함한 성형틀의 온도와, 그러한 성형틀내의 수지재료의 온도와, 그리고 사출 압력등이 제어되어야만 한다. 이와같은 변수들의 제어외에도, 성형틀에 가해지는 체결압력과, 그리고 고정성형틀과 가동성형틀의 서로 마주하는 표면들 사이의 거리에 해당하는 성형틀의 개구부에 가해지는 체결압력을 제어하는 것도 매우 중요하다. 고정성형틀과 가동성형틀의 서로 마주하는 표면들을 소위 '부분표면'이라 한다. 그 밖에도 충전단계로부터 고정 단계로의 연결(즉, 스위칭)의 시기, 다시말해서 속도-압력(V-P)연결의 시기를 결정하는 것이 매우 중요하다. 따라서, 이들 변수의 제어는 고품질의 성형 제품을 제공하기 위해서 필수적인 것이다.

예를 들어서, 체결압력의 제어에 대해서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 체결압력은 다음의 식으로부터 계산되는 체결력(F)에 의해서 결정되는데,

이며, 여기서A는 성형제품의 압력수용면적(㎠)을 나타내고, P는 성형틀의 평균 내부압력(㎏/㎠)을 나타낸다. 종래의 제어시스템에서는 , 충전단계, 고정단계, 및 냉각단계를 포함한 전체 사출과정에서 체결압력이 소정의 크기로 일정하게 유지되었다. 그러나, 이러한 종래의 제어시스템에서는, 소정의 크기로 정해진 체결압력이 비교적 클 경우에 충전 불량(short shot),용접선(weld mark 또는 weld line), 또는 수지재료의 소실(burning)등과 같은 여러 가지 결함이 발생하게 된다. 이와같이 비교적 큰 체결압력하에서는, 성형틀이 용융상태의 수지로 채워질 때 성형틀의 내부에 처음부터 공기가 존재하게 되고, 용융상태의 수지로 부터 발생되는 가스가 사출과정의 말기에 성형틀로부터 방출되지 못한다. 이와같은 공기 및 가스는 성형틀내에서 압축된 상태로 유지된다. 이러한 상황에서, 작업자는 성형틀 내부에 존재한 공기 및 가스를 신속하게 방출시키기 위해서 체결압력을 감소시킨다. 그러나, 소정의 크기로 정해진 체결압력이 너무 감소되어 버리면, 플래쉬(flash)의 발생으로 인하여 다른 문제가 야기된다.

따라서, 작업자는 고품질의 성형 제품을 제공하는데 필요한 여러 가지 소정의 크기의 압력을 설정하여 이를 유지시키는 복잡한 작업을 수행해야만 한다. 따라서, 작업자는 오랜 경험과 숙련을 필요로 한다.

본 발명의 목적은 작업자가 이와같이 여러 가지 소정의 값들을 결정하고 공급해야만 하는 작업단계를 간소화시킬 수 있는 사출 성형기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적으로는 충전불량, 용접선, 소실, 플래쉬, 또는 표면불량(sink)등과 같은 여러 가지 결함의 발생을 효과적으로 방지할 수가 이는 사출 성형기를 제공하는 것이다.

그 밖에도, 다음과 같은 본 발명의 특징에 따라서 여러 가지 목적들이 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 사출성형기는 고정압반(a fixed platen)에 고정되어 있는 고정 성형틀 및 가동압반에 고정되어 있는 가동성형틀로 이루어진 성형틀과, 그리고 성형틀을 개폐시키도록 가동압반을 이동시킴으로써 체결작업을 수행하는 구동원을 포함하고 있다. 본 발명의 사출성형기는 충전단계 및 고정단계를 포함하는 사출성형싸이클을 수행한다. 본 발명에 따르면, 본 발명의 사출성형기는 고정압반과 가동 압반 사이의 소정의 선택된 2개의 위치 사이의 거리를 소저의 압반 간격으로서 검출 하여 이와같이 검출된 압반간격에 대한 거리검출신호를 발생시키는 위치센서와, 구동원에 의해서 가해지는 새로운 체결압력을 검출체결압력으로서 검출하여 이와 같이 검출된 체결압력에 대한 압력 검출신호를 살생시키는 압력센서와, 소정의 압반 간격 및 소정의 체결압력을 포함하는 소정의 값들을 입력시키는 설정장치와, 그리고 압반간격 및 체결압력을 여러 단계로 조절하도록 소정의 값들과 검출된 거리검출 신호 및 압력 검출신호에 응답하여서 구동원을 제어하는 제어장치로 이루어진 제어부를 더 포함하고 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

설명을 보다 펀리하게 하기 위해서, 먼저 종래의 사출 성형기의 제어시스템을 설명하기로 한다.

이와같은 종래의 사출성형기에서의 체결압력의 제어에 대해서는 이미 앞에서 설명되었다. 이지, 사출성형과정에서 충전단계로부터 고정단계로의 연결, 즉 속도-압력 연결에 대해서 살펴보자. 속도-압력 연결의 시기에 대한 판단은 가열 실린더내의 스크류 위치, 수지충전시간, 및 스크류를 구동시키는 사출실린더의 유압등을 포함하는 여러 가지 소정의 값들에 근거하여 이류어진다. 이들 소정의 값은 작업자에 의해 선택되는 것이다. 고정 성형틀과 가동 성형틀로 이루어진 성형틀 안으로 용융 상태의 수지재료를 공급하기 위해서, 스크류가 수지측정완성위치로부터 속도-압력 연결위치로 이동된. 그러나, 이와같은 속도-압력 연결의 시기에 대한 판단이 앞서 언급한 바와 같은 스크류위치 및 충전시기에 근거하여 이루어지는 경우에는, 용융 상태의 수지재료의 밀도 및 온도가 불균일할 때 스크류의 이동에 의해서 유동되는 용융상태의 수지재료의 유량에 변동이 생긴다. 그 결과, 성형틀내에 충전되는 용융 상태의 수지재료의 양에 변동이 생긴다.

이와는 다르게, 사출실린더의 유압에 대해서 속도-압력 연결을 수행하는 시스템이 공지되어 있다. 그러나, 이와같은 시스템에 있어서는 사출실린더의 유압으로부터 성형틀 내부의 내부압력으로의 전달경로에서의 여러 가지 압력손실로 인하여 용융상태의 수지재료의 양을 정확하게 제어하기가 어렵다.

임의의 속도에서, 속도-압력 연결의 시기를 선택하는 것은 작업자의 경험에 근거해서 이루어진다. 또한, 속도-압력 연결의 시기는 성형제품의 형상 및 성형틀의 구조에 따라서 변화된다. 따라서, 속도-압력 연결의 최적의 시기를 선택하기가 매우 어렵다.

다음으로, 사출성형의 고정단계애서 플래쉬의 발생을 방지하기 이한 대응 측정을 수행하는 것에 대하여 설명한다. 통상적으로, 용융 상태의 수지재료는 충전 단계에서 고정단계로 연결된 후에 즉시 성형틀 내에 완전히 채워진다. 따라서, 고정 성형틀과 가동 성형틀의 서로 마주하는 부분표면들 사이의 개구부에 작용되는 힘이 증가된다. 이에 따라서, 성형틀의 작은 개구부가 형성된다. 이와같은 힘이 체결압력보다 클 경우에는 성형 개구부가 더 커진다. 그 결과, 플래쉬가 발생된다. 이러한 경우에, 작업자는 사출조건을 형성하는 소정의 값들을 변화시키거나 소정의 체결압력을 증가시켜서. 사출압력이 너무 커지지 않게 하여야 한다.

앞에서 설명된 바와같이 사출성형중에 체결압력이 일정하게 유지되는시스템에서는, 체결압력이 지나치게 증가하면 성형틀내에 존재하는 공기 및 가스가 배출될수 없으며, 충전불량, 용접선, 또는 소실등과 같은 여러 가지 결함이 발생된다.

사출조건에 어떠한 변화가 제공되는 경우에는, 작업자의 경험에 의존할 수밖에 없다. 따라서, 그러한 사출조건을 결정하는데 오랜사간이 소요될 수밖에 없다. 더욱이, 일단 고품질의 제품을 제공하는 최적의 조건이 밝혀진 후에는, 사출과 고정단계 사이의 최적의 균형이 성형틀의 온도변화 또는 용융상태의 수지재료의 온도변화로 인하여 붕괴될 수도 있다. 이에 따라서 결함이 있는 제품을 생산할 가능성도 있다.

이제, 사출압축성형 방법에 대하여 설명하기로 한다. 통상적으로, 사출압축성형을 위한 구동원은 가동 성형틀을 갖춘 가동압반에 연결된 유압식 체결기구 또는 유압식 기구로 구성되어 있다. 어느 경우에도 사출압축의 개시시기는 충전 단계의 개시점으로부터 고정단계의 개시점 및 속도-압력 연결 지점까지의 기간에 따라서 제어된다.

사출압축의 개시시기가 너무 빠르면 성형틀내의 용유 상태의 수지재료가 성형틀의 게이트를 통해서 외부로 배출된다. 더욱이, 성형틀의 공동내에서 제품의 얇은 부분에 상응하는 용융상태의 수지의 일부가 완전히 고화되는 동안에 제품의 두꺼운 부분에 상응하는 용융상태의 수지의 다른 부분이 얇은 부분쪽으로 밀려져서, 이러한 부분에 표면 불량(sink mark)이 나타나게 된다. 반면에, 사출압축의 개시 시기가 너무느리면, 얇은 부분이 이미 완전히 고화되어버겨서 압축에 대한 저항이 발생하므로 용융상태의 수지재료의 유동이 어렵게 된다. 그 결과, 표면 불량의 발생을 감소시키기가 어렵고, 경우에 따라서는 잔류응력으로 인한 변형이 발생되기도 한다. 이러한 상황에서, 최적의 시기를 제어하기 위한 소정의 값들을 찾기 위해서 잡업자의 경험에 전적으로 의존하게 된다. 이는 그러한 사출조건을 결정하는데 오랜 시간이 필요하다는 것을 의미한다.

통상적으로, 사출압축의 형태는 단계적으로 변화된다. 수지재료의 형태 및 성형틀의 형상에 따라서 최적의 사출압축 형태를 제공하기 위해서는, 그러한 소정의 값들이 여러단계에 걸쳐서 선택되어야 한다. 이와같은 여러단계의 선택은 필수적으로 오랜 시간을 요한다. 더욱이, 사출압출압력의 실질적인 변화는 여러단계에서 변화되는 소정의 값들을 따를 수가 없다. 이와 같은 사출압축압력의 실질적인 크기는 작업자가 의도하는 것과 다소 차이가 있으며, 또는 유압식 기구내의 오일의 온도변화롤 인하여 달라지게 된다.

이제, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 제1실시예를 설명한다. 먼저 제1도를 참조하면, 사출기 및 체결장치가 개략적으로 도시되어 있다. 사출기내에서, 수지재료는 호퍼(11)안으로 유입되어 가열 실린더(12)로 공급된다. 수지재료는 가열 실린더(12)내에서 용융상태로 변화되는 동시에 스크류(13)에 의해서 혼합되면서 그 양이 측정된다. 그리고나서, 용융 상태의 수지재료가 스크류(13)의 전방지역으로 수용된다. 스크류(13)는 회전 구동기구(도시안됨)에 의해서 회전된다. 또한, 스크류(13)는 사출 실린더(14) 및 피스톤(15)으로 구성된 제1유압실린더 기구에 의해서도 구동되어서 전방으로, 즉 성형틀 쪽으로 이동된다. 제1유압실린더 기구가 스크류(13)를 성형틀 쪽으로 이동시킴에 따라서, 이 스크류(13)의 전방지역에 수용되어 있는 용융상태의 수지재료는 노즐(16)을 통해 이동되어서, 고정성형틀(17) 및 가동 성형틀(18)로 구성된 성형틀의 공동부 안으로 채워진다. 충전단계 및 고정단계이서, 제어된 유속 및 압력을 갖는 구동오일이 유입 및 유출구(14-1)를 통해서 사출 실린더 (14)의 안팎으로 유동한다.

한편, 체결장치는 프레임(도시안됨)에 고정되어 있다. 고정 성형틀(17)이 부착되어 있는 고정압반과 마주하여 있는 후방압반(22)이 4개의 (제1도에는 2개만이 도시됨.) 결합봉(23)을 통해서 단단히 지지되어 있다. 후방압반(22)의 뒤쪽에는 유압실린더(24) 및 피스톤(25)으로 구성된 제2유압실린더기구가 형성되어 있다. 피스톤(25)은 후방압반(22)의 뒷쪽으로 고정된 유압실린더(24)내에 배열되어 있다. 이 피스톤(25)은 가동 성형틀(18)이 부착되어 있는 가동압반(26)과 연결되어 있다. 가동압반(26)은 피스톤(25)의 이동에 의해서 결합봉(23)을 따라 미끄럼 이동할 수가 있다. 따라서, 구동오일이 유입 및 유출구(24-1)로 부터 압력제어밸브(도시안됨)를 통해서 유압실린더(24)로 공급되면, 가동압반(26)은 성형틀이 폐쇄되는 방향으로 이동된다. 이와 동시에, 구동오일은 유입 및 유출구(24-2)를 통해서 배출된다.

반면에, 구동 오일이 유입 및 유출구 (24-2)로부터 유압실린더(24)로 공급되면, 가동압반(26)은 성형틀이 개방되는 방향으로 이동된다. 이와 동시에, 구동오일은 유입 및 유출구(24-1)를 통해서 배출된다.

유압실린더(24)에는 유압의 압력을 검출하는 제1압력센서(27)가 제공되어 있다. 성형틀이 폐쇄됨과 동시에, 제1압력센서(27)가 유입 및 유출구(24-10)에서의 유압실린더(24)의 내부유압을 검출된 체결압력으로서 검출하고, 이검출된 체결압력에 대한 압력검출신호를 발생시킨다. 제1압력 센서(27)로부터 제공되는 압력 검출신호에 응답하여서 압력제어밸브를 조절함으로써 체결압력이 제어된다.

고정압반(21) 및 가동압반(26)에는 각각 압반 간격(L)을 검출하기 위한 거리센서(28)가 제공되어 있다. 거리센서(28)는 고정 성형틀(17)과 가동 성형틀(18)의 서로마주하는 부분표면들 사이의 작은 성형틀 개구부를 검출한다. 여기서, 압반간격이란 서로 마주하는 부분표면들 사이의 거리에 해당하는 성형틀의 개구부를 포함한 전체 성형틀의 두께혹은 부분 성형틀의 두께를 의미한다. 압반간격의 크기는 성형틀의 개구부와 거의 동일하다.

제2도를 참조하면, 레이저 시스템의 거리센서는 레이저 비임을 전달하고 수용하도록 고정압반(21)상에 형성되어 있는 레이저 헤드(28-1) 및 레이저 비임을 반사시키도록 가동압반(26)상에 형성되어 있는 반사기(28-2)로 구성되어 있다.

레이저 헤드(28-1)로부터 조사된 레이저 비임이 반사기(28-2)에 의해서 반사되어서 다시 레이저 헤드(28-1)로 제공된다. 레이저 헤드(28-1)는 조사된 레이저 비임이 반사기(28-2)에 의해서 반사되어 다시 되돌아갈 때 까지의 소정 기간으로부터 압반간격(L)을 계산하는 연산장치를 포함하고 있다. 레이저 헤드(28-1)는 이와같이 계산된 압반간격(L)을 나타내는 거리검출신호를 후에 보다 상세히 설명되는 제어장치로 전달한다.

앞서 언급한 레이저 시스템의 거리센서는 성형틀의 최대 개방까지 측정할 수 있는 기다란 간격을 가진다. 레이저 해드(28-1) 및 반사기(28-2)는 고정성형틀 (17) 및 가동성형틀(18)상에 배열된 것이 아니고, 각각 고정압반(21) 및 가동압반 (26)상에 배열된 것이다. 따라서, 성형틀이 다른 것으로 교체되어도 거리센서를 조절할 필요가 없다.

제3도를 참조하면, 와전류시스템의 거리센서는 장착용 테이블(30) 및 종래의 와전류 효과를 이용한 센서부(31)로 구성되어 있다. 센서부(31)는 가동압반(26)과 마주하여 테이블(30)상에 장착되어 있다. 와전류 시스템의 거리센서는 제2도에 도시된 레이저 시스템에 비해서 짧은 측정용 간격을 가진다. 그러나, 센서부(31)가 가변행정으로 테이블(30)상에 장착되어 있으므로, 성형틀이 다른 것으로 교체될 경우에도 그 조절이 매우 간단하다. 즉, 테이블(30)의 행정만을 조절함으로써 센서부(31)가 측정간격내에 존재하고 성형틀이 폐쇄된다.

앞에서 설명한 이들 시스템 중 어느 것에 있어서도, 거리센서는 성형틀에 부착된 것이 아니고 고정압반(21) 및 가동 압반(26)에 부착된 것이다. 따라서, 성형틀은 거리센서를 설치하는데 필요한 임의의 특수구조를 가질 필요가 없다. 그러므로, 본 발명에 따른 거리센서의 배열구조는 거리센서가 직접 성형틀에 부착되는 기존의 거리센서의 구조에 비해서 비용을 훨씬 절감시킬 수 있다.

더욱이, 거리센서에 대한 특수한 장착구조가 없이 기존의 성형틀을 사용할 수가 있다. 따라서, 성형틀의 교체에 따른 효율이 개선되며 성형틀의 비용이 절감될 수 있다.

이제, 제4도를 참조하여 본 발명에 따른 제어부에 대해 보다 상세히 설명한다. 제어부는 설정장치(41), 압력제어밸브(42), 마이크로프로세서장치(43), 및 메모리(44)를 포함하고 있다. 설정장치(41)는 소정의 압반간격 및 소정의 체결압력등을 포함하는 소정의 값들을 입력시켜서 이러한 소정의 값들을 나타내는 설정신호를 발생시키기 위한 것이다. 압력제어밸브(42)는 제1도의 유압실린더(24)의 유압을 제어하기 위한 것이다. 마이크로프로세서장치(43)는 설정장치(41)로부터의 설정 신호, 제1압력센서(27)로부터의 압력 검출신호, 및 거리 센서(28)로부터의 거리감출신호에 각각 대응하여서, 사출 성형기의 연속적인 처리, 즉 후에 보다 상세히 설명되는 함수 형태의 발생, 및 압력제어밸브(42)로 공급 되는 명령값의 발생등의 과정을 수행한다. 메모리(44)는 소정의 반간격 및 소정의 체결압력을 포함하는 소정의 값들과, 그리고 검출된 압반간격 및 체결압력의 값들을 기억시키기 위한 것이다. 마이크로 프로세서 장치(43)가 제어부로서 작용한다. 이제, 제4도와 함께 제5도 내지 제7도를 참조하여, 성형틀이 폐쇄된 상태에서 성형싸이클의 고정단계를 완성하기 까지 제4도에 도시된 제어부에 의해 수행되는 제어작동을 설명한다. 이러한 제어작동은 압반간격(L), 체결압력(P), 사출속도, 및 사출압력의 변화와 함께 설명된다.

먼저, 성형작업의 개시전에 제1단(S1)에서 성형틀이 폐쇄된다. 성형틀이 종래의 방식에 의해서 폐쇄되면, 가동압반(26)의 측정위치로부터 또는 제1압력 센서(27)에 의해서 발생된 압력 검출신호에 응답하여서 성형틀이 폐쇄되는 것에 대한 판단이 제2단(S2)에서 이루어진다. 여기서 주의할 점은, 고정성형틀(17) 및 가동성형틀(18)은 성형틀을 폐쇄시키는 데 필요한 최소의 체결압력(P1)만을 받는다는 것이다(제7도 참조).

제3단(S3)에서는, 마이크로프로세서장치(43)가 성형틀이 폐쇄된 순간의 압반간격(L)을 초기압반간격(L)으로서 메모리(44)내에 기억시킨다. 제4단계(S4)에서는 충전단계가 개시된다. 일단 충전단계가 개시되면, 마이크로프로세서장치(43)가 제5단 (S5)에서 메모리(44)로부터 초기압반간격(L0)을 탄독한다. 압력 제어밸브(42)가 마이크로프로세서장치(43)에 의해 제어되어서, 거리센서(28)에 의해서 검출된 압반간격(L)에 응답하여 초기압반간격(L0)을 목표값으로서 유지시킨다. 그결과, 제7도에 도시된 바와같이 체결압력(P) 이 압반간격(L)에 응답하여 변화된다.

제5단(S5)을 제1단계라고 한다.

이와같은 제어부의 작동에 있어서, 용융 상태의 수지가 성형틀내로 완전히 퍼져나간 상태에서는 이와같은 용융상태의 수지가 성형틀 내부에 존재하는 공기 또는 가스를 방출시키는 배출구에 도달할 수가 있으므로, 공기 또는 가스가 성형틀안에 그대로 수용된다. 이와같은 제어부의 제어작동은, 용융상태의 수지가 성형틀내로 완전히 퍼져나가기 전에 공기 또는 가스를 방출시키도록 구성할 경우에 매우 효과적으로 수행된다. 일반적으로, 용융 상태의 수지를 성형틀내에 완전히 채우는데 필요한 전체 사출행정중 약 70 내지 80%의 과정이 수행된 후에 공기 또는 가스를 방출시키는 것이 바람직하다. 이와같은 제어작동에 의해서, 용융 상태의 수지가 설형틀내에 완전히 채워지지 않고 성형틀내에서 퍼져나가는 도중에 공기 또는 가스의 방출이 시작된다. 또한 공기 또는 가스를 방출시키는데 필요한 성형틀의 최소의 개방이 작업자에 의해서 선택되는 것이 아니라, 마이크로프로세서 장치(43)에 의해서 자동으로 제어된다.

따라서 제1단계, 즉 본 발명의 제5단(S5)에서는, 현재의 압반간격을 초기압반간격(L0)으로 유지시키도록 체결압력(P)을 제어함으로써, 성형틀내에 용융 상태의 수지재료가 채워진다. 그 결과, 성형틀에는 이 성형틀을 폐쇄시키는데 필요한 최소의 체결압력만이 작용한다. 따라서, 성형틀내에 잔류하는 공기나 용융 상태의 수지로부터 발생되는 가스가 용이하게 방출된다. 또한, 초기압반간격(L0)이 목표값으로 선택되기 때문에, 고정성형틀(17) 및 가동성형틀(18)의 부분표면들이 수지를 채우는 작동에 의해서 부수되는 내부압력을 받음에도 불구하고 결코 개방되진 않는다. 이는, 충전단계에서 플래쉬의 발생이 억제된다는 것을 의미한다. 앞에서 설명한 바와같이, 체결압력(P)이 수지의 충전작업으로 인한 내부압력에 응답하여 적절히 변화되면, 가동 성형틀(18)이 고정 성형틀(17)에 대해서 적당히 눌려지는, 소위 부드러운 접촉상태가 된다. 그 결과, 공기 또는 가스가 성형틀로부터 용이하게 배출되고, 플래쉬의 발생이 방지된다.제6단(S)에서는, 마이크로프로세서 장치(43)가 제1압력센서(27)에 의해서 검출된 체결압력(P)의 곡선의 증가된 미분값(△P) 혹은 경사도를 모니터하여서, 이미분값(△P)이 소정의 값(△P1)을 초과하였는지의 여부를 판단한다. 미분값(△P)이 소정의 값(△P1)을 초과하지 않았을경우에는, 작동이 다시 제5단(S5)으로 되돌아간다. 미분값(△P)이 소정의 값(△P1)을 초과했을 경우에는, 작동은 제7단(S7)으로 진행된다.

이와같은 판단은 다음과 같은 이유 때문에 필요한 것이다. 즉, 수지를 채우는작동이 진행됨에 따라서 성형틀내에 수지가 점차적으로 채워질 때, 성형틀은 개방된다. 성형틀의 이러한 개방작동에 대해서, 마이크로프로세서 장치(43)가 압력제어밸브(42)로 공급되는 명령값을 증가시키며, 이에 따라서 초기압반간격(L0)을 유지시키도록 체결압력(P)이 증가된다. 제6단(S5)을 제2단계라고 한다.

이제, 제8도를 참조하여 체결압력(P)의 변화 및 이러한 체결압력의 변화를 나타내는 미분값(△P)에 대하여 설명한다. 여기서, 미분값(△P)이 소정의 값(△P1)을 초과하면 작동은 제6단(S6)에서 제7단(S7)으로 진행하며, 제7단(S7)에서는충전단계로부터 고정단계로의 스위칭, 즉 속도-압력 연결이 수행된다. 제7단(S7)을 제3단계라 한다.

앞서 설명한 바와같은 제2단계에서의 판단작동에 따르면, 성형틀이 용융상태의 수지재료로 완전히 채워지는 것을 정확하게 검출할 수가 있다. 또한 제3단계에 따르면, 종래에 사용되었던 타이머를 사용하여 임의의 특정기간을 설정하지 않고서도, 이상적인 속도-압력 연결이 수행될 수 있다.

제8도에 명확히 도시된 바와 같이, 체결압력(P)의 미분값(△P)에 대한 속도-압력 연결시기의 판단은, 미분값(△P)의 증가가 중지되고 일정한 값에 도달했는지 아닌지의 여부를 검출함으로써 수행된다. 다음과 같은 이유로 하여, 제2단계에서의 판단작동에 있어서 체결압력(P)이 아닌 그 미분값(P)이 사용되는 것이다. 즉, 사출조건이 변하면 체결압력(P)도 번화된다. 따라서, 체결압력(P)에 의해서 앞서 설명한 속도-압력 연결에 대한 판단작동을 수행하기는 매우 어렵다. 반며에 미분값(△P)을 사용하면 이러한 미분값(△P)은 각각의 사출조건에 대해서 항상 제8(b) 도에 도시된 바와 같은 곡선을 따른다. 따라서 앞서 설명한 속도-압력연결시기의 판단이 용이하게 수행된다. 더욱이, 미분값(△P)을 사용한 속도-압력 연결시시의 판단은 유압실린더 기구의 오일을 구동시키는 온도의 변화 및 성형틀의 온도변화에 영향을 받지 않는다.

다음으로 제3단계, 즉 제7단(S7)에서 충전단계가 고정단계로 연결된 후에는, 작동이 제8단(S8)으로 진행된다. 제8단(S8)에서는, 마이크로프로세서 장치(43)가 속도-압력 연결시기에서의 체결압력(P2)을 메모리(44)에 기억시킨다. 그리고 나서, 제9단(S9)에서 마이크로프로세서 장치(43)가 메모리(44)에 기억된 체결압력(P2)을 판독하고 압력 어밸브(42)를 제어하여서, 체결압력(P)을 목표값(P2)으로 유지시킨다. 제9단(S9)에서는, 용융 상태의 수지가 성형틀내에 거의 채워진다. 용융상태의 수지는 고정단계의 작동에 의해서 성형틀내에 완전히 채워지게 되며, 이에 따라서 성형틀이 개방된다. 이와같은 성형틀의 개방 작동에 대해서, 체결압력은 목표값(P2)으로 유지된다. 이경우에, 성형틀이 의도적으로 개방되어서 성형틀내에 채워지는 용융상태의 수지의 흐름의 변화를 완화시켜준다. 따라서, 성형제품에 미치는 뒤틀림등과 같은 역효과를 방지할 수 있는 소위 완충효과가 제공된다. 제8단 및 제9단 (S8 및 S9)을 합하여 제4단계라고 한다. 제4단계에서는, 앞서 설명한 바와같이 성형틀이 개방되기 때문에 압반간격(L)이 증가된다. 제10단(S10)에서, 마이크로프로세서 장치(43)는 압반간격(L)이 이러한 압반간격의 제한이 시작되는 제한개시 압반간격(L2)과 일치하는의 여부를 판단한다. 불일치한 경우에는, 작동이 다시 제9단(S9)으로 되돌아간다. 일치할 경우에는, 작동이 제11단(S11)으로 진행된다. 제 10단(S10)을 제5단계라고 한다.

제한개시 압반간격(LS)을 제1소정값이라 한다.

제11단(S11)에서, 마이크로프로세서 장치(43)는 압반간격(L)이 제한개시 압반간격(LS)과 일치할 때 매끄러운 형태를 갖는 함수형태(LP1)를 발생시킨다.

압반간격(L)이 제한종료 압반간격(LE)과 일치될 때 까지 함수형태(LP1)가 지속된다. 함수형태(LP1)에 의해 형성된 목표값에 대히서 마이크로프로세서 장치(43)가 압력제어밸브(42)를 제어하여 체결압력(P)을 조절함으로써, 압반간격(L)이 함수 형태(LP1)를 따른다. 제11단(S11)을 제6단계라고 한다. 제한종료 압반간격(LE)을 제2손정값이라 한다. 함수형태(LP1)를 소정의 가변형태라 한다.

함수형태(LP1)는 , 예를들어서 제9도에 실선으로 도시된 바와같이 제한종료 압반간격(LE)이 제한개시 압반간격(LS)보다 클 경우 에 선형지연함수로 될 수가 있다. 반면에, 제한종료 압반간격(LE)이 제한개시 압반간격(LS)보다 작을 경우에는, 제9도의 점선으로 도시된 바와같은 지수함수가 함수형태(LP1)로 사용될 수 있다. 따라서, 제11단(S11)에서는 적절한 함수형태를 설정함으로써 플래쉬의 발생이 없는 최대압반간격을 제한할수 가 있다. 따라서, 플래쉬의 발생이 방지된다.

압반간격이 매끄럽게 변화하는 함수형태로 제어되어서, 성형틀내이 수지재료의 급작스러운 유동변화를 완화시킨다. 따라서, 성형틀내의 게이트에 인접한 폐쇄 지역과 게이트로부터 멀리 떨어져 있는 지역 사이의 압력 차를 감소시킬 수가 있다. 이는, 표면불량(sink mark) 및 뒤틀림(warp)등과 같은 여러 가지 결함의 발생을 방지한다.

더욱이, 제한개시 압반간격(LS), 제한종료 압반간격(LE), 및 함수 형태(LP1)를 형성하는 시간상수(T1)의 선택에 따라서 함수형태(LP1)의 형상이 소정의 형상으로 바뀔수 가 있다. 이는, 작업자가 성형제품의 두께 및 수지재료의 형태(즉, 점도, 온도특성, 고화시간등)에 따라서 최적조건을 선택할 수 있음을 의미한다. 예를들면, 수지재료는 압축성을 가지므로, 성형제품의 두께가 두꺼울 경우에는 압반 간격(L)이 제한개시 압반간격(LS)에 도달한 후에 수지재료가 연속적으로 채워질 수가 있다. 이러한 경우에는, 제한 종료 압반간격(LE)이 제한개시 압반간격(LS)보다 큰조건을 선택함으로써 성형틀이 점차적으로 개방될 수가 있다. 반면에, 성형제품의 두께가 얇을 경우에는 압반간격(L)이 제한개시 압반간격(LS)에 도달한후에 단지 소량의 수지재료만이 채워진다. 이경우에는, 제한종료 압반간격(LE)이 제한개시 압반간격(LS)보다 작은 조건을 선택함으로써 성형틀이 점차적으로 폐쇄된다.

메모리(44)가 △L(=LS-LE) 및 시간 상수(T1)에 대한 다수의 소정의 값들을 고정된 값으로서 기억시킬 수 있다. 이러한 경우에, 작업자가 제한개시 압반간격(LS)을 설정하고 다수의 소정의 값들 중에서 최적의 값을 선택하여서 최적의 형태를 얻을수가 있다. 이는, 마이크로스로세서 장치(43)가 다수의 함수 형태로부터 최적의 형태를 선택할 수 있음을 의미한다.

여하튼, 본 발명의 제4단계내지 제6단계에 따르면, 체결압력은 속도-압력연결의 직후에 검출된 체결압력(P2)으로 일정하게 유지된다. 따라서 완충효과가 재공된다. 또한, 압반간격은 플래쉬가 없는 최대의 값으로 제한된 상태로 제어된다.

따라서, 플래쉬, 표면불량, 및 뒤틀림 등과 같은 여러 가지 결함의 발생이 방지될 수 있다.

제12단(S12)에서, 마이크로프로세서 장치(43)는 압반간격(L)이 함수형태(LP1)에 의해서 형성된 제한종료 압반간격(LE)과 일치하는지의 여부를 판단한다. 압반간격(L)이 제한종료 압반간격(LE)과 불일치하는 경우에는, 작동이 제11단(S11)으로 되돌아간다. 반면에, 일치하는 경우에는 함수 형태(LP1)의 발생이 종료되고, 작동은 제13단(S13)으로 진행된다, 제12단(S12)을 제7단계라 한다.

제13단(S13)에서, 마이크로프로세서장치(43)는 함수 형태(LP1)가 발생하는 말기 에서의 체결압력(P3)을 검출하여서(제7도 참조), 메모리(44)에 이체결압력(P3)을 기억시킨다. 제14단(S14)에서는, 마이크로프로세서 장치(43)가 메모리(44)내에 기억된 체결압력(P3)을 목표값으로서 판독한다. 또한, 마이크로프로세서 장치 (43)는 압력 제어밸브(42)를 제어하여서, 체결압력을 목표값(P3)으로 유지시킨다.

제14단(S14)을 제8단계라 한다.

제14단(S14)에서의 고정단계가 진행됨에 따라서 성형틀의 게이트가 점차적으로 밀봉되기 때문에, 성형틀내에 채워진 용융상태의 수지재료의 충전량은 적다. 또한, 용융상태의 수지재료가 냉각되고 고화되면서 발생하는 수축으로 인하여, 압반간격(L)은 감소된다. 제15단(S15)에서는, 마이크로프로세서 장치(43)가 압반간격(L)의 2차 미분값(d²L/dt²)을 모니터하여서, 압반간격(L)의 변화곡선상의 변곡점, 즉 압반간격(L)의 미분값(△L)의 최소치를 검출한다. 마이크로프로세서 장치(43)가 미분값(△L)의 최소치를 검출하지 못하면, 작동은 다시 제14단(S14)으로 되돌아 간다. 미분값(△L)의 최소치가 검출되면 작동이 제16단(S16)로 진행되며, 제16단 (S16)에서는 체결압력이 증가되어서 사출압축이 시작된다.

제10도를 참조하면, 압반간격(L)의 2차 미분값(d²L/dt²)이 0이되는 지점을 검출함으로써, 압반간격(L)의 변화곡선상의 변곡점음 찾을 수가 있다. 제15단(S15)을 제9단계라 한다.

여기서, 사출압축의 최적 개시시기에 대해서 보다 상세히 설명한다. 사출 압축의 목적은 체결장치에 의해서 성형되는 제품을 용융상태의 수지재료의 수축에대하여 보상시키기 위한 것이라는 점을 밝혀둔다. 이 경우에, 사출압축의 개시 시기가 너무 빠르면 용융상태의 수지재료의 온도가 계속 높게 유지된다. 그 결과, 성형틀의 게이트로부터 노즐 까지의 용융 상태의 수지재료의 역흐름(backflow)이 발생되고, 성형틀내에의 용융상태의 수지재료의 유동으로 인한 표면불량(sink mark)이 발생하게 된다. 따라서, 사출압축에 의한 효과를 기대할 수가 없다.

반면에, 사출압축의 개시시기가 너무 느리면, 성형틀내의 성형제품의 표면이 고화 되어서 전체 성형제품에 대한 균일한 압력이 작용될 수 없다. 따라서 압축력이 작은 경우에는, 이러한 작은 압축력이 아직 고화되지 않은 부분 까지 전달될 수가 없다. 압축력이 클 경우에는, 고화된는 부분에 과잉의 압축력이 작용된다. 그결과, 뒤틀림이 발생한다.

제14단(S14) 및 제15단(S15)은 이와같은 사실에 근거하여 수행되는 것이다. 통상적으로, 성형틀을 개방시키는 힘은 가열 실린더로부터 성형틀의 공동부 안으로 사출되는 용융상태의 수지재료에 의해서 가해지는 것이다. 이와같은 힘으로 인하여, 성형틀이 용융상태의 수지재료로 채워진 후에 성형틀의 부분표면들 사이로 작은 개방부(성형틀 개방부)(△d)가 존재한다. 성형틀이 용융상태의 수지재료로 채워진 후에는 압축단계이서 수축단계로의 진행이 이어진다. 동시에, 공동 부내의 내부압력은 갑작스럽게 증가되었다가, 사출압력 및 체결압력이 갑작스럽게 변화되지 않는 한 점차적으로 감소된다. 급속하게 냉각되는 얇은 부분에 상응하는 용융상태의 수지재료가 고화되고 수축되어서, 점진적으로 냉각되는 두꺼운 부분에 상응하는 용융상태의 수지재료를 끌어당긴다. 따라서, 공동부내의 내부압력과 상관관계를 갖는 성형틀 개방부(△d)의 감소비는 크다. 다시말해서, 성형틀 개방부(△d)와 개방시기 사이의 관계를 나타내는 특성곡선상에서도 변곡점이 나타난다. 또한 압반간격(L)에 있어서도 유사한 형태를 관찰할 수가 있다.

본 발명은 내부응력, 전사성(transferability), 및 성형제품의 형상에 근거하여, 용융상태의 수지재료의 최대 수축을 나타내는 지점에서 사출압축을 시작하는 것이 가장 효과적이라는 사실을 밝혀냈다. 압반간격(L)의 최대 감소비를 보여주는 특정지점, 즉 변곡점은 고정단계중에 용융상태의 수지재료의 수축이 최대로 발생하는 시기이다. 이로부터, 변곡점을 검출함으로써 사축압축의 초적 개시시기를 자동적으로 찾아낼 수가 있다.

이와같은 점을 고려하면, 제15단(S15)에서는 체결압력이 변곡점으로부터 증가되어서 성형틀개방부(△d)를 감소시킨다. 공동부내의 내부압력은 증가되어 일정해진다. 따라서, 국부적인 표면불량의 발생이 억제된다.

앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제8단계 및 제9단계이서는 압반간격 (L)이 최대치에 도달한 후에 압반 간격(L)의 감소비가 시간에 따라서 최대가 되는 것과 동시에, 사출압축이 개시되어서엇 체결압력을 증가시킨다. 이와같은 제어작동하에서, 체결압력을 증가시키는 시기가 자동으로 결정될 수 있으며, 따라서 표면 불량의 발생이 매우 효과적으로 감소된다.

이제, 특정 성형 제품의 실시예를 설명하기로 한다. 75톤의 체결력이 제공될 경우에 플래쉬의 발생이 관찰될때까지 사출단계 및고정단계가 수행되었다. 이때, 40㎛의 표면불량이 발생하였다. 반면에, 본 발명에 따르면 ½사출압력 및 고정 압력에서 표면불량은10㎛까지 상당히 억제되었다.

제16단(S16)에서는, 마이크로프로세서 장치(43)가 현재의 체결압력(P3)으로부터 목표값인 소정의 최대 채결압력(PM)까지 증가되는 선형의 지연함수형태(Pp)를 발생시킨다. 제16단(S16)을 제10단계라 한다. 마이크로프로세서 장치(43)가 압력제어밸브(42)를 제어하여서, 체결압력이 선형의 지연함수 형태(Pp)를 따른다. 선형의 지연함수 형태(Pp)를 소정의 상향형태라고 하는데, 이러한 선형의 지연함수 형태(Pp)는 앞에서 설명된 함수 형태(LP1)와 유사한 방식으로, 작업자가 이러한 함수형태를 형성하는 시간상수(T2)를 변화시킬 때 바람직하게 설정된다. 여기서, 메모리(44)가 시간상수(T2)에 대한 다수의 소정의 값들을 고정된 값으로서 기억 시킬수 있다는 점에 주목한다. 최적의 형태를 얻기 위해서, 작업자는 용융상태의 수지재료의 고화속도 및 성형제품의 형상에 따라서 이러한 다수의 소정의 값들 중에서 하나의 값을 선택하게 된다. 또는, 선형의 지연함수 형태(Pp)가 마이크로프로세서 장치(43)의 처리능력에 따라서 선형 함수와 같은 단순함수로 대체될 수도 있다.

제17단(S17)에서, 마이크로프로세서 장치(43)는 체결압력(P)이 선형의 지연함수형태(Pp)에 의해서 형성된 소저의 최대체결압력(PM)가 일치하는지의 여부를 모니터한다. 일치하지 않은 경우에는 작동이 다시 제16단(S16)으로 되돌아간다. 일치할 경우에는 작동이 제18단(S18)으로 진행되고, 제 18단(S18)에서 고정단계는 종료된다. 성형틀내의 용융상태의 수지재료는 제15단(S15)의 변곡점 부근에서, 이 변곡점이 지난후에 점차적으로 냉각되고 고화된다. 체결압력(P)이 소정의 최대 체결압력(PM)과 일치하는 순간에 이미 성형틀의 게이트는 밀봉되며, 따라서 고정 압력이 더 이상 작용될 필요가 없다. 따라서, 이러한 시기가 고정단계의 완성조건이 될 수 있다.

앞서 언급된 바와같이, 본 발명에 따른 함수형태(Pp)를 따르는 사출 압축에 있어서, 체결압력은 구동원에 위해서 용이하게 제공될 수 있는 매끄러운 상향형태를 따라서 변화되도록 제어된다. 냉각되고 고화되는 용융상태의 수지재료의 수축은 압축작동에 의해서 이상적으로 보상된다. 또한, 성형제품의 형상 및 용융 상태의 수지재료의 고화속도에 따라서 상향형태가 바람직하게 변경될 수 있다. 상향형태의 종료지점, 즉 고정단계의 완성지점의 결정은 자동적으로 수행될 수 있다.

이상 설명한 방식으로, 하나의 성형싸이클이 완성된다.

이제, 제11도 및 제12도를 참조하여 본 발명의 제2실시예를 설명한다.

제11도를 참조하면, 제어작동은 제5도 및 제6도에서 설명된 것과 유사하지만, 제6도의 제16단(S16) 및 제17단(S17)이 각각 제16'단(S16') 및 제17'단(S17')으로 대체되었다.

본 발명의 특징을 이루는 제16'단(S16')은 제6도와 관련하여 앞에서 설명된 제15단(S15)을 따른다. 제16'단(S16')에서, 마이크로 프로세서 장치(43)는 현재의 압반간격으로부터 목표값으로서 소저으이 초소압반간격(LM)까지 감소하는 선형의 지연함수형태(LP2)를 발생시킨다(제12도 참조). 또한 , 마이크로프로세서 장치 (43)가 압력제어밸브(42)를 제어하여서, 압반간격(L)은 선형의 지연함수형태(LP2)를 따른다. 선형의 지연함수형태(LP2)를 소정의 하향형태라 하는데, 이 지연함수 형태(LP2)는 선형의 지연함수형태(LP1)와 유사한 방식으로, 작업자가 이 함수형태를 형성하는 시간상수(T3)를 변화시킬 때 바람직하게 설정될 수 있다. 또는, 메모리 (44)가 시간상수(T3)에 대한 다수의소정의 값들을 고정된 겁으로 기억시킬 수 있다. 적절한 함수형태를 제공하기 위해서, 작압자가 용융상태의 수지재료의 고화속도 및 성형제품의 형상에 따라서 이들 다수의 소정의 값들 중에서 특정한 하나의 값을 선택할 수가 있다. 또는, 마이크로프로세서 장치(43)의 처리능력에 따라서 선형의 지연함수형태(LP2)가 선형함수와 같은 단순함수로 대체될 수 도있다.

앞서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 사출압축에서 체결압력(P)은 구동원에 의해서 용이하게 제공될 수 있는 매끄로운 상향형태를 따라서 변화되도록 제어된다. 냉각되고 고화되는 용융상태의 수지재료의 수축은 압축작동에 위해서 이상적으로 보상된다.

제17'단(S17')에서는, 마이크로프로세서장치(43)가 선형의 지연함수 형태(LP2)에 의해 형성되는 소정의 최저압반간격(LM)과 압반간격(L)이 일치하는 지의 여부를 모니터한다. 일치하는 경우에는 작동이 제18단(S18)으로 진행되고, 제18단 (S18)에서 고정단계가 종료된다. 성형틀내의 용융상태의 수지재료는 제15단(S15)의 변곡점 이후에 점진８적으로 냉각되어서 고화된다. 선형의 지연함수 형태(LP2)에 따른 압반간격이 소정의 최소압반간격(LM)과 일치하는 시점에서, 성형틀의 게이트는 이미 밀봉되며, 따라서 고정압력이 더 이상 필용될 힐요가 없다. 따라서, 이 시기는 고정단계가 완료되는 조건이 될수 있다. 제16'단(S16') 및 제17'단(S17')을 제11단계라한다.

이제 제13도를 참조하여, 본 발명의 제 3실시예를 설명한다. 제13도에서, 본 발명의 제 3실시예에 따른 제어부는 제4도에 도시된 것과 유사하지만, 수지압력센서(51), 제2압력센서(52), 및 스크류 위치센서(53)가 부가되었다는 점이 다르다. 수지압력 센서(51)는 제1도의 노즐(16)내에 또는 성형틀에 배열된 것으로서, 노즐(16)또는 성형을 내부의 수지압력을 검출하여서 검출된 수지압력에 대한 검출신호를 발생시킨다. 이 검출신호가 마이크로프로세서 장치(43)로 전달 된다. 제2압력센서(52)는 제1도의 사출 실린더(14)안에 배열된 것으로서, 사출 실린더(14)내부의 유압을 검출하여서, 검출된 유압을 나타내는 검출신호를 발생시키는데, 이러한 검출신호가 마이클로프로세서 장치(43)로 공급된다. 스크류 위치센서(53)는 제1도의 스크류(13)상에 또는 구동부상에 배열된 것으로서, 스크류의 위치를 검출하여서, 검출된 스크류의 위치를 나타낸는 검출신호를 발생시키며, 이러한 검출신호도 마이크로스로세서 장치(43)로 전달된다. 제 3실시예에서, 마이크로프로세서 장치(43)는 타이머에 위해서 시간을 모니터하는 기능도수행한다.

이제 제14도 내지 제16도를 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 의해서 수행되는 제어작동을 설명한다. 제14도 및 제15도에서, 제3실시예의 제어작동은 제5도 및 제6도에 도시된 것과 유사하지만, 제6단(S6)과 제14단 내지 제17단(S14 내지 S17)이 각각 제6'단(S6')과 제14'단 내지 제17'단(S14' 내지 S17')으로 대체된 점이 다르다.

제1단(S1)에서, 성형작업이 개시되기 전에 성형틀이 폐쇄된다. 제2단(S2)에서는, 종래의 방식에 따라서 성형틀이 폐쇄된후에 가동압반밤(26)의 위치를 측정함으로써 또는 압력센서(27)에 의해서 발생되는 검출신호에 응답하여서 성형틀이 폐쇄된 것에 대한 판단이 이루어진다.

제3단(S3)에서는, 마이크로프로세서 장치(43)가 성형틀이 폐쇄된 순간의 압반간격(L)을 초기 압반간격(L0)으로서 메모리(44)내에 기억시킨다. 제4단(S4)에서, 수지재료의 충전단계가 시작된다. 일단 충전단계가 개시되면, 마이크로 프로세서 장치(43)가 제5단(S5)에서 메모리 (44)로부터 초기압반간격(L0)을 판독한다. 마이크로프로세서 장치(43)는 거리센서(28)에 의해 검출된 압반간격(L)에 응답하여 압력제어밸브(42)를 제어하여서, 초기압반간격(L0)을 목표값으로서 유지시킨다. 그 결과, 체결압력(P)이 제 16도에 도시된 바와같이 압반간격(L)에 응답하여서 변화된다.

제6'단(S6')에서, 마이크로프로세서 장치(43)는 스크류 위치센서(53)로 부터의 검출신호를 모니터하여서, 스크류가 소정의 위치로 이동되었는지의 여부를 판단한다. 스크류가 소정의 위치로 이동되지 않았으면, 작동은 제5단(S5)으로 다시 되돌아 간다. 스크류가 소정의 위치로 이동하면, 작동은 제7단(S7)으로 진행되며, 제7단(S7)에서는 속도-압력연결이 이루어진다. 제6'단(S6')을 제12단계라 한다. 제7단(S7)을 제13단계라 한다.

앞에서 설명된 바와같이, 수지압력센서(51) 또는 제2압력센서(52)의 검출 신호를 모니터 함으로써, 제7단(S7)에서의 속도-압력 연결작동이 마이크로프로세서 장치(43)내에서 수행될 수가 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 충전 단계가 개시된 후에 마이크로프로세서 장치(43)는 노즐(16)또는 성형틀내의 수지압력이 소정의 값에 도달했는지의 여부를 판단한다. 소정의 값에 도달했을 경우에는, 속도-압력연결작동이 수행된다. 이와같은 판단작동을 제21단계라 한다.

제21단계와는 별도로, 마이크로프로세서 장치(43)는 사출 실린더(145)내의 유압이 소정의 유압까지 증가되었는지의 여부를 판단한다. 소정의 유압에 도달했을 경우에는, 속도-압력 연결작동이 수행된다. 이와같은 판단작동을 제22단계라 한다. 또한, 마이크로 프로세서 장치(43)의 타이머에 의한 시간모니터 기능을 이용함으로써, 충전단계가 개시된 시기로부터 소정의 기간이 경과도니 후에 속도-압력 연결 작동이 수행될수 있다. 이러한 작동을 제23단계라 한다.

다음으로 제13단계에서, 즉 제7단(S7)에서 충전단계가 고정단계로 연결된 후에는, 마이크로프로세서 장치(43)가 제8단(S8)에서 연결순간이 체결압력(P2)을 메모리(44)내에 기억시킨다. 이어서 제9단(S9)에서는, 마이크로프로세서 장치(43)가 목표값으로서 기억된 체결압력(P2)을 판독하고 압력제어밸브(42)를 제어 하여서, 체결압력(P)이 목표값(P2)으로 유지된다. 제8단(S8) 및 제9단(S9)을 합하여 제14단계라 한다.

제10단(S10)에서는, 마이크로프로세서 장치(43)가 압반간격(L)이제한개시 압반간격(L2)과 일치하는지의 여부를 판단한다. 불일치할 경우에는 작동이 제9단(S9)으로 되돌아간다. 일치할 경우에는 작동이 제11단(S11)으로 진행된다.제10단(S10)을 제 15단계라 한다.

제11단(S11)에서, 마이크로프로세서 장치(43)는 압반간격(L)이 제산개시 압반간격(LS)과 일치하는 순간에 매끄러운 형상을 갖는 함수형태(LP1)를 발생시킨다 (제9도 참조). 이 함수형태(LP1)는 압반간격(L)이 제한종료 압반간격(LE)과 일치할 때 까지 지속된다. 함수형태(LP1)에 의해 형성된 목표값에 따라서 마이크로프로세서 장치(43)가 압력제어밸브(42)를 제어하여 체결압력(P)을 조절함으로써, 압반간격(L)은 함수형태(LP1)를 따른다. 제11단 (S11)을 제16단계라 한다.

제12단(S12)에서, 마이크로프로세서 장치(43)는 압반간격(L)이 함수형태(LP1)에 의해서 형성된 제한종료 압반간격(LE)과 일치하는지의 여부를 판단한다.

압반간격(L)이 제한종료 압반간격(LE)과 일치하지 않을 경우에는, 작동이 제11단 (S11)으로 되돌아 간다. 일치할 경우에는 함수형태(LP1)의 발생이 종료되고, 작동은, 제13단(S13)으로 진행된다. 제12단(S12)을 제17단계라 한다.제13단(S13)에서는, 마이크로프로세서 장치(43) 가 함수형태(LP1)의 발생이 종료되는 시기의 체결압력(P3)의 검출하여서 이를 메모리(44)에 기억시킨다.

제14'단(S14')에서, 마이크로프로세서 장치(43)는 함수형태(LP1)의 발생이 종료되는 시기로 부터의 기간(t1)을 측정하는 타이머기능을수행한다. 목표값으로서의 체결압력(P3)을 참조하여, 마이크로프로세서 장치(43)가 압력 제어밸브 (42)를 제어하여서, 소정의 기간(t1)이 경과할 때 까지 체결압력을 목표값(P3)으로 유지시킨다. 제14'단(S14')을 제18단계라 한다.

제14'단(S14')에서의 고정단계의 진행에 따라서 성형틀의 게이트가 점차로 밀봉되기 때문에, 성형틀내에 채워진 용융상태의 수지재료의 충전량이 감소된다. 또한, 성형틀내에서 냉각되고 고화되는 용융상태의 수지재료의 수축이 압반간격(L)을 감소시킨다. 제15'단(S15')에서, 마이크로프로세서 장치(43)는 소정의 시간 기간(t1)이 측정된 후에 이기간(t1)이 경과되었는지의 여부를 모니터한다.

시간 기간(t1)이 경과되지 않았으면, 작동이 제14'단(S14')으로 되돌아간다.소정의 기간(t1)이 경과되었을 경우에는 작동이 제 16'단(S16')으로 진행되고, 제16'단(S16')에서는 체결압력이 증가되고 사출압축이 시작된다. 제15'단(S15')을 제19단계라 한다.

제11도와 관련하여 앞에서 설명한 바와같이, 제16'단(S16')에서는 마이크로 프로세서 장치(43)가 현재의 압반간격으로부터 목표값으로서의 소정의 최소압반간격(LM)까지 감소되는 선형의 지연함수형태(LP2)를 발생시킨다. 마이크로프로세서 장치(43)가 압력제어밸브(42)를 제어하여서, 압반간격(L)이 선형의 지연함수형태(LP2)를 따른다. 앞서 설명한 선형의 지연함수형태(LP1)와 마찬가지로, 선형의 지연함수형태(LP2)는 작업자가 함수형태를 형성하는 시간상수(T3)를 변화시킬 때 바람직하게 설정될 수가 있다. 또는 메모리(44)가 시간상수(T3)에 대한 다수의 소정의 값들을 고정된 값으로 기억시킬 수도 있다. 최적의 형태를 제공하기 위해서, 작업자는 용융상태의 수지재료의 고화속도 및 성형제품의 형상에 따라서 이들 소정의 값들 중에서 특정한 하나의 값을 선택할 수가 있다. 선형의 지연함수형태(LP2)는 마이크로 프로세서장치(43)의 처리능력에 따라서 선형함수와 같은 단순함수로 대체될 수가 있다.

제17'단(S17')에서, 마이크로프로세서 장치(43)는 앞서 설명한 바와같이 압반간격(L)이 선형의 지연함수형태(LP2)에 의해서 형성된 소정의 최소압반간격(LM)과 일치하는지의 여부를 모니터한다. 불일치할 경우에는 작동이 제16'단(S16')으로 되돌아간다. 일치할 경우에는 작동이 제18단(S18)으로 진행되고, 제18단(S18)에서는 고정단계가 종료된다. 제16'단(S16') 및 제17'단(S17')을 합하여 제20단계라 한다. 앞서 언급한 바와같이, 하나의 성형싸이클이 완료된다.

지금까지 본 발명의 몇몇 실시예들을 설명했으나, 이 기술분야의 전문가들에 의해서 여러 가지 다른 방식으로 본 발명을 변경시킬수가 있다. 예를들면, 앞의 실시예들에서는 유압식 성형장치가 기술되었지만, 본 발명은 원판식 성형장치나 전기식 성형장치에도 적용될 수 있음은 물론이다. 전기식 성형 장치의 경우에는, 제어인자가 압력 뿐만아니라 이러한 압력에 상응하는 전류 및 토오크로 된다.

Claims

충전단계 및 고정 단계를 포함하는 사출성형 싸이클을 수행하기 위한 사출성형기로서, 고정압반에 부착된 고정성형틀 및 가동 압반에 부착된 가동 성형틀로 이루어진 성형틀과, 그리고 상기 성형틀을 개방 및 폐쇄시키도록 상기 가동 압반을 구동시키는 구동원을 포함하고 있는 사출성형기에 있어서, 상기 고정압반과 상기 가동 압반상의 소정의 2개의 위치들 사이의 거리를 압반간격으로서 검출하여 상기 압반간격을 나타내는 거리검출신호를 발생시키는 거리센서와, 상기 구동원에 의해서 작용되는 체결압력을 검출하여 상기 체결압력을 나타내는 압력 검출신호를 발생시키는 압력센서와, 소정의 압반간격 및 소정의 체결압력을 포함하는 소정의 값들을 입력시키기 위한 설정장치와, 그리고 상기 소정의 값들, 상기 거리검출신호, 및 상기 압력검출신호에 응답하여 상기 구동원을 제어하여서 다수의 단계를 통해서 상기 압반간격 및 상기 체결압력을 조절하는 제어부를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
제1항에 있어서, 상기 제어부가 상기 충전단계중에 상기 구동원을 제어하여 상기 압반간격을 소정의 값(L0)으로 만들어서 상기 성형틀을 폐쇄시키는데 필요한 최소체결압력에 의해 상기 성형틀을 유지시키는 제1단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
제2항에 있어서, 상기 제어부가 상기 제1단계 이후에 제2단계 및 제3단계를 수행하며, 상기 제2단계는 상기 체결압력을 모니터하여 상기 체결압력의 증가곡선의 경사도가 일정한가의 여부 또는 상기 경사도가 소정의 레벨에 도달하였는지의 여부를 판단하는 단계이고, 상기 제3단계는 상기 경사도가 일정하거나 또는 상기 경사도가 상기 소정의 레벨에 도달하였을 때 상기 충전단계에서 상기 고정단계로 연결되는 단계인 것을 특징으로 하는 사출성형기.
제3항에 있어서, 상기 제어부가 상기 제3단계 이후에 제4단계 내지 제6단계를 수행하며, 상기 제4단계는 상기 충전단계로부터 상기 고정단계로 연결되는 순간의 상기 체결압력을 검출하여 상기 구동원을 제어하여 상기 검출된 체결압력을 유지시키는 단계이고, 상기 제5단계는 상기 충전단계가 수행됨에 따라서 증가되는 상기 압반 간격이 제1소정의 값(LS)에 도달하였는지의 여부를 판단하는 단계이며, 상기 제6단계는 상기 압반간격이 상기 제1소정의 값(LS)에 도달한후에 소정의 변화형태를 따르도록 상기 구동원을 제어하여서 상기 체결압력을 조절 하는 단계이며, 상기 소정의 변화상태가 제2소정의 값(LE)에서 접근점을 갖는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
제4항에 있어서, 상기 제어부가 바람직하게 변화될 수 있는 형상을 갖는 함수 형태를 상기 소정의 변화형태로서 발생시키는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
제4항에 있어서, 상기 제어부가 다수 이 소정의 형태들로 부터 상기 소정의 변화형태를 선택하는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
제4항에 있어서, 상기 제어부가 상기 제6단계 이후에 제7단계 내지 제9단계를 수행하며, 상기 제7단계는 상기 압반간격이 상기 제2소정의 값(LE)에 도달했는지의 여부를 판단하는 단계이며, 상기 제8단계는 상기 압반간격이 상기 제2소정의 값(LE)에 도달했을때의 상기 체결압력을 검출하여 상기 구동원을 제어하여서 상기 검출된 체결압력을 유지시키는 단계이고, 상기 제9단계는 상기 제8단계 이후에 상기 성형틀 내부에서 냉각되고 고화되는 용융상태의 수지재료의 수축으로 인하여 감소되는 상기 압반간격의 하향곡선의 변곡점을 검출하는 단계이며, 상기 제어부는 상기 제9단계에서 상기 변곡점이 검출되었을 때 사출압축작동을 수행하는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
제7항에 있어서, 상기 제어부가 상기 제9단계 이후에 제10단계를 수행하고, 상기 제10단계는 상기 변곡점이 검출된 후에 상기 체결압력이 소정의 상향형태를 따르도록 상기 구동원을 제어하는단계이며, 상기 소정의 상향형태가 소정의 값(PM)에서 접근접을 갖는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
제8항에 있어서, 상기 제어부가 바람직하게 변화될 수 있는 형상을 갖는 함수형태를 상기 소정의 상향형태로서 발생시키는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
제8항에 있어서, 상기 제어부가 다수의 소정의 형태들 중에서 상기 소정의 상향형태를 선택하는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
제8항에 있어서, 상기 제10단계에서 상기 체결압력이 상기 소정의 값(PM)에 도달 했을 때 상기 제어부가 상기 고정단계를 종료시키는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
제7항에 있어서, 상기 변곡점이 검출되었을대 상기 제어부가 상기 제9단계 이후에 제11단계를 수행하며, 상기 제11단계는 상기 압반간격이 소정의 하향형태를 따르도록 상기 구동원을 제어하는 단계이며, 상기 하향형태가 소정의값(LM)서 접근점을 가지며, 상기 제11단계에서 상기 압반간격이 상기 소정의 값(LM)에 도달했을 때 상기 제어부가 상기 고정단계를 종료시키는 것을 특징으로하는 사출성형기.
제12항에 있어서, 상기 제어부가 바람직하게 변화될 수 있는 형상을 갖는 함수형태를 상기 소정의 하향형태로서 발생시키는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
제12항에 있어서, 상기 제어부가 다수위 소정의 형태들 중에서 상기 소정의 하향형태를 선택하는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
제2항에 있어서, 상기 제어부가 스크류위치를 검출하여서 상기 스크류위치를 표시하는 스크류위치 검출신호를 발생시키는 스크류위치검출수단을 더 포함하고 있고, 상기 제어부가 상기 제1단계 이후에 제12단계 내지 제 20단계를 수행하며, 상기 제12단계는 상기 스크류위치검출신호에 응답하여 상기 스크류가 소정의 위치에 도달했는지의 여부를 판단하는 단계이고, 상기 제13단계는 상기 스크류가 상기 소정의 위치에 도달했다는 것이 판단 되었을 때 상기 충전 단계에서 상기 고정단계로 연결되는 단계이며, 상기 제14단계는 상기 고정단계가 개시되었을 때 상기 충전단계로부터 상기 고정단계로 연결되는 순간의 상기 체결압력을 검출하여 상기 구동원을 제어하여서 상기 검출 체결압력을 유지시키는 단계이며, 상기 제15단계는 상기 충전단계의 진행에 따라서 증가되는 상기 압반 간격이 제1소정의 값(LS)에 도달했는지의 여부를 판단하는단계이며, 상기 제16단계는 상기 압반간격이 상기 제1소정의 값(LS)에 도달했다는 것이 판단된 후에 상기 압반간격이 제2소정의 값(LE)에서 접근점을 갖는 소정의 변화형태를 따르도록 상기 구동원을 제어하여서 상기 체압력을 조절하는 단계이며, 상기 제17단계는 상기 압반간격이 상기 제2소정의 값(LE)에 도달했는지의 여부를 판단하는 단계이며, 상기 제18단계는 상기 압반간격이 상기 제2소정의 값(LE)에 도달했을때의 상기 체결압력을 검출하여 상기 구동원을 제어하여서 소정의 기간(t1)중에 검출된 상기 체결압력을 유지시키는 단계이며, 상기 제19단계는 상기 소정의 기간(t1)이 경과되었는지의 여부를 판단하는 단계이며,상기 제20단계는 상기 소정의 기간(t1)이 경과되었다는 것이 판단된 후에 상기 압반간격이 소정의 값(LM)에서 접근점을 갖는 하향 형태를 따르도록 상기 구동원을 제어하는 단계이며, 상기 제어부는 상기 압반간격이 상기제20단계에서 상기 소정의이 값(LM)에 도달했을 때 상기 고정단계를 종료시키는 특징으로 하는 사출성형기.