KR100517334B1 - Mold Opening/Closing Speed Brake Device using Electro-Rheological Fluid and Control method of the same - Google Patents

Mold Opening/Closing Speed Brake Device using Electro-Rheological Fluid and Control method of the same Download PDF

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KR100517334B1
KR100517334B1 KR10-2003-0022089A KR20030022089A KR100517334B1 KR 100517334 B1 KR100517334 B1 KR 100517334B1 KR 20030022089 A KR20030022089 A KR 20030022089A KR 100517334 B1 KR100517334 B1 KR 100517334B1
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Abstract

본 발명은 사출성형기의 형체장치에 있어 이동 형판 및 금형의 개폐를 고속으로 행하더라도 금형을 손상할 위험이 없고, 금형 개폐 위치를 정확하게 제어할 수 있는 금형 개폐속도 제한장치 및 제어방법에 관한 것으로, 제 2금형 절반부(21)가 부착된 고정 형판(18)과, 제 1금형 절반부(22)가 부착되며 상기 고정 형판과 연결된 복수개의 타이바(20) 또는 기타의 안내장치를 따라 이동하는 이동 형판(16)과, 이동 형판과 연결되어 금형의 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상기 이동 형판을 가동시키는 고속 이동 실린더, 수지 사출시 승압을 위한 형체 램(14) 및 형체 실린더(12)를 포함한 사출 성형기에 있어서, 상기 이동 형판과 타이바 또는 형체 램과 형체 실린더 사이에는 전기유변유체(4)를 이용한 금형 개폐속도 제한장치(2)가 설치되어 있고, 제한 장치는 이동 형판 또는 형체 실린더(12)에 장착된 하우징(3)과; 하우징 내부에 충전되어 복수의 상기 타이바 또는 형체 램(14)의 일정 구간 둘레에 소정의 폭으로 채워진 전기유변유체(4)와; 상기 하우징에 내설되어 전압차에 따라 전기유변유체의 영역으로 전기장을 제어하는 전극판과; 금형의 위치에 따라 전압차의 크기를 제어하여 금형의 속도를 제한하고, 위치를 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a mold opening and closing speed limiting device and a control method capable of precisely controlling the opening and closing position of the mold without the risk of damaging the mold even when the moving die and the mold are opened and closed at a high speed in the molding apparatus of the injection molding machine. The stationary template 18 to which the second mold half 21 is attached, and the first mold half 22 to which the first mold half 22 is attached, move along a plurality of tie bars 20 or other guide devices connected to the stationary template. A moving template 16, a high speed moving cylinder connected to the moving template to move the moving template between an open position and a closed position of the mold, a mold ram 14 and a mold cylinder 12 for boosting the pressure during resin injection; In the injection molding machine, a mold opening and closing speed limiting device (2) using an electrofluidic fluid (4) is provided between the movable die and the tie bar or the mold ram and the mold cylinder, and the limiting device is moved. A housing 3 mounted to the template or mold cylinder 12; An electric rheological fluid (4) filled in a housing and filled with a predetermined width around a predetermined section of the plurality of tie bars or shaped rams (14); An electrode plate installed in the housing and controlling an electric field to an area of the electrofluidic fluid according to a voltage difference; It characterized in that it comprises a controller for limiting the speed of the mold by controlling the magnitude of the voltage difference according to the position of the mold, and controls the position.

Description

전기유변유체를 이용한 금형 개폐속도 제한장치 및 그 제어방법{Mold Opening/Closing Speed Brake Device using Electro-Rheological Fluid and Control method of the same}Mold Opening / Closing Speed Brake Device using Electro-Rheological Fluid and Control method of the same}

본 발명은 사출성형기의 형체장치 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 특히 이동 형판 및 금형의 개폐를 고속으로 행하더라도 금형을 손상할 위험이 없고, 금형 개폐 위치를 정확하게 제어할 수 있는 금형 개폐속도 제한장치 및 그의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mold clamping apparatus of the injection molding machine and a control method thereof, and in particular, even if the moving mold and the mold are opened and closed at high speed, there is no risk of damaging the mold, and the mold opening and closing speed limiting device can accurately control the mold opening and closing position. And a control method thereof.

사출기는 크게 사출장치와 형체장치로 나뉠 수 있는데, 형체장치는 금형을 고정하고 이동시키며, 수지 사출시 금형 밀림을 방지하도록 금형을 수지 사출 방향의 반대방향으로 밀어 승압하고, 금형을 고정하는 형 체결을 하는 장치를 일컫는다. 형체 장치는 크게 직압식과 토글식으로 나눌 수 있다.Injection molding machine can be largely divided into injection device and clamping device. The clamping device fixes and moves the mold, and pushes the mold in the opposite direction to the resin injection direction to prevent the mold sliding during resin injection. Refers to a device that The clamping device can be divided into direct pressure and toggle type.

종래의 직압식 형체 장치는 도 1과 같이 형체 실린더(12)를 이용하여 형체력을 발생하고 형체 램(14)을 통해서 형체력을 직접 금형(22)에 전달하는 방식으로 형 체결 및 금형두께 조절장치 등이 필요없지만, 부스터 실린더(43) 혹은 기타의 고속 이동 실린더를 이용한 형 개폐중 고속 속도로부터 저속 속도로의 상기 전환 방법에 있어서는 다음의 문제가 존재한다. Conventional direct pressure clamping device generates a clamping force by using the clamping cylinder 12, as shown in Figure 1 and transfer the clamping force directly to the mold 22 through the clamping ram 14, etc. Although this is not necessary, the following problem exists in the above-mentioned switching method from the high speed to the low speed during the mold opening and closing using the booster cylinder 43 or other high speed moving cylinder.

먼저, 형 개폐중 고속 속도로부터 저속 속도로의 전환위치가 속도 설정 값의 변화에 대하여 고정되어 있기 때문에, 고속 속도와 저속 속도의 속도차가 변화한 경우 형체 램(14), 이동 형판(16) 및 금형(22)을 포함하는 가동 금속의 질량에 의한 관성력이 변화하여 이동 형판이 저속 속도로 자리 잡는 위치가 변하는 것이다. First, since the switching position from the high speed to the low speed during the mold opening and closing is fixed against the change of the speed setting value, when the speed difference between the high speed and the low speed changes, the mold ram 14, the moving template 16 and The inertial force due to the mass of the movable metal including the mold 22 is changed to change the position where the moving template is positioned at a low speed.

이 때문에 예를 들면 고속 속도 설정 값을 보다 고속으로 변경한 경우에는 저속 속도 거리가 짧게 되고, 이동 형판(16)쪽 금형(22)의 절반부가 고정 형판(18)쪽 금형(21)의 절반부에 충돌하여 금형을 파손하는 문제가 일어날 수 있다. For this reason, for example, when the high speed speed setting value is changed to a higher speed, the low speed speed distance becomes shorter, and half of the die 22 of the movable die 16 is fixed to half of the die 21 of the stationary die 18. This can cause a problem of crashing the mold.

한편, 상기 문제를 회피하기 위하여 저속 속도 거리를 길게 하도록 전환 위치를 설정하였을 때는 저속 이동 시간이 많이 걸리고, 성형 사이클이 과잉으로 길게 되어 생산성을 저해하는 것이다. 그리고 이동 형판의 금형 절반부는 관성력에 의한 흐름 이동이 종료한 위치에서 잠시 이동을 멈추는 일시 정지 현상도 생긴다.On the other hand, when the switching position is set so as to lengthen the low speed speed distance in order to avoid the above problem, it takes a lot of low speed moving time and excessively lengthens the molding cycle, which hinders productivity. In addition, the mold half of the moving die also causes a pause phenomenon in which the movement is temporarily stopped at the position where the flow movement by the inertial force is completed.

또한, 형폐 정지위치에 있어서는 이동 형판(16)측 금형(22) 절반부가 고정 형판(18)측 금형(21) 절반부에 맞닿을 때에 충분히 저속으로 설정하지 않으면 충격음이 발생하고, 충격음이 발생하지 않도록 저속으로 설정하면 형체 실린더(12)와 형체 램(14) 또는 이동 형판(16)과 타이바(20) 등과의 마찰력으로 인해 작동이 불안정으로 될 뿐만 아니라, 작동 시간이 많이 걸려 생산성을 저해한다.In the mold closing stop position, when the moving mold 16 side half mold 22 is in contact with the stationary mold 18 side mold 21 half, if it is not set at a low speed sufficiently, a shock sound is generated and a shock sound is not generated. If the low speed is set so as not to make the operation unstable due to the frictional force between the mold cylinder 12 and the mold ram 14 or the moving plate 16 and the tie bar 20, the operation time is too long and the productivity is impaired. .

한편, 형개 정지 위치에 있어서는 저속 속도 설정이 높으면 정지 위치 설정 값으로부터 관성력의 영향에 의한 흐름 이동량이 사이클마다 변화하고, 실제로 형개 정지하는 위치가 수 mm씩 어긋날 때가 있다. 이와 같은 현상은 성형품을 자동 취출기로 금형으로부터 꺼낼 때의 그립(척) 미스를 초래하기도 한다.On the other hand, in the mold release stop position, when the low speed setting is high, the flow movement amount due to the influence of the inertia force changes from cycle stop position to cycle, and the position where the mold release stop is actually shifted by several mm. Such a phenomenon may cause a grip miss when the molded product is taken out of the mold by an automatic ejector.

반면, 상기 고속 속도로부터 저속 속도로의 전환위치를 고정하지 않고 금형의 속도와 위치를 정확하고 빠르게 제어하고자 할 경우 유압 회로의 구성이 고비용을 요구하고, 밸브나 기름의 유지 보수비용이 많이 드는 단점이 있다.On the other hand, if you want to control the speed and position of the mold accurately and quickly without fixing the switching position from the high speed to the low speed, the configuration of the hydraulic circuit requires a high cost, and the maintenance cost of the valve or oil is high. There is this.

도 2a,2b는 토글식 형체 장치의 움직임을 모형적으로 나타낸 것이다. 토글 링크는 L1, L2, L3의 3개의 굵은 선으로 표시된다. L1의 선단은 도시안된 유압실린더로 연결되어져 있다. 우선 형폐 행정에 있어서는 도 2a에서처럼 유압실린더에 의해 링크 L1이 상승하여 링크 L2, L3가 일직선이 되면서 금형(22)을 전진시킨다. 형폐가 끝나면 형체력을 발생하는 시점에서는 링크(L1,L2,L3)의 관절점 a, c, b는 일직선상으로 되고 이에 의해 타이바(20)에는 큰 인장력이 걸려 무부하 시의 길이보다 신장되면서 탄성 복원력이 발생하여 금형(21,22)을 굳게 닫는다. 이와 같은 토글식 형체 장치는 링크 기구의 특성상 형폐 위치에서 이동 형판의 속도가 느리고, 이송 위치에서는 속도가 빠른 속도 특성을 자연히 갖고 있다.2a and 2b schematically show the movement of the toggle type clamping device. Toggle links are indicated by three thick lines: L 1 , L 2 , and L 3 . The tip of L 1 is connected to an unillustrated hydraulic cylinder. First, in the mold closing stroke, as shown in FIG. 2A, the link L1 is raised by the hydraulic cylinder, so that the links L 2 and L 3 are in a straight line, and the mold 22 is advanced. After mold closing, when the clamping force is generated, the joint points a, c, and b of the links L 1 , L 2 , and L 3 are in a straight line. The elastic restoring force is generated while being stretched to close the molds 21 and 22 firmly. Such a toggle type clamping device naturally has a speed characteristic in which the moving template has a slow speed at the mold closing position and a high speed at the transfer position due to the characteristics of the link mechanism.

그러나 링크 구조의 기계적 제어 구조상 금형을 폐쇄할 때, 금형내에 성형품이나 런너 등이 붙어 있거나 낙하도중에 걸려 있을 경우에 금형을 보호하기 위하여 형체를 정지하는 등의 빠른 공정을 정밀하게 제어하기 어려운 단점이 있다.However, when the mold is closed due to the mechanical control structure of the link structure, it is difficult to precisely control the fast process such as stopping the mold in order to protect the mold when a molded product or a runner is stuck in the mold or caught in a drop. .

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래의 유압 제어 혹은 기계적 제어를 대신하여 빠른 응답성을 가진 전기유변유체를 이용하여 고비용의 유압회로를 구성하지 않더라도 금형의 개폐 중 고속에서 저속으로 짧은 시간 내에 속도를 제한하여, 정확하고 재현성 있는 금형 위치 제어로 사이클 타임을 단축시키면서 금형을 보호하고, 동시에 양질의 성형품을 얻는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, high speed during opening and closing of the mold even if a high-cost hydraulic circuit using an electro-fluidic fluid having a quick response in place of conventional hydraulic control or mechanical control The purpose is to limit the speed within a short time at low speed, to protect the mold while reducing the cycle time with accurate and reproducible mold position control, and at the same time to obtain a high quality molded article.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 제 2금형 절반부가 부착된 고정 형판과, 제 1금형 절반부가 부착되며 상기 고정 형판과 연결된 복수개의 타이바 또는 기타의 안내장치를 따라 이동하는 이동 형판과, 이동 형판과 연결되어 금형의 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상기 이동 형판을 가동시키는 고속 이동 실린더, 수지 사출시 승압을 위한 형체 램 및 형체 실린더를 포함한 사출 성형기에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a fixed template with a second mold half attached, a movable template attached with a first mold half attached and moving along a plurality of tie bars or other guide devices connected to the fixed template. In the injection molding machine including a high speed moving cylinder connected to the moving template to move the moving template between the open position and the closed position of the mold, a mold ram and a mold cylinder for boosting the resin injection,

상기 이동 형판과 타이바 또는 형체 램과 형체 실린더 사이에는 전기유변유체를 이용한 금형 개폐속도 제한장치가 설치되어 있고, 제한 장치는 이동 형판 또는 형체 실린더에 장착된 하우징과 하우징 내부에 충전되어 복수의 상기 타이바 또는 형체 램의 일정 구간 둘레에 소정의 폭으로 채워진 전기유변유체와 상기 하우징에 내설되어 전압차에 따라 전기유변유체의 영역으로 전기장을 제어하는 전극판과 금형의 위치에 따라 전압차의 크기를 제어하여 금형의 속도를 제한하고, 위치를 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기유변유체를 이용한 금형 개폐속도 제한장치를 제공한다.Between the movable template and the tie bar or the mold ram and the mold cylinder, a mold opening / closing speed limiting device using an electro-fluidic fluid is installed, and the limiting device is filled in a housing mounted on the movable template or the mold cylinder and inside the housing. The magnitude of the voltage difference according to the position of the electro-fluid fluid filled in a predetermined width around the section of the tie bar or the shaped ram and the electrode plate and the mold installed in the housing to control the electric field to the area of the oil-fluid fluid according to the voltage difference. It provides a mold opening and closing speed limiting device using an electro-fluidic fluid, characterized in that it comprises a controller for limiting the speed of the mold by controlling the, and controls the position.

또한, 본 발명은 고속 이동 실린더 또는 형체 램 내의 부스터 실린더 내에 고압을 걸어 속도를 고속으로 하며 전극판에는 전압차를 걸지 않은 상태에서 이동 형판을 이동시키는 단계와; 형체 속도를 고속에서 저속으로 줄여야 할 위치에 도달되면, 유압을 저압으로 떨어뜨리고, 속도 제한장치의 제어기를 켜고 전압차를 제어하여 이동 형판의 속도를 떨어뜨리는 단계와; 저압 형체력이 극성 입자의 결속력보다 소량만 더 크도록 전압차를 일정하게 유지하면서 이동 형판을 저압 전진시키는 단계와; 이동 형판이 형체 폐쇄 위치에 오면 제어기를 끄고 형체 실린더에 고압유를 공급하여 승압하는 단계로 이루어지는 금형 개폐속도 제한장치의 제한속도 및 위치제어방법에 의해 달성된다.In addition, the present invention comprises the steps of moving the moving template in a state of applying a high pressure to the high speed in the booster cylinder in the high speed moving cylinder or the mold ram and without applying a voltage difference to the electrode plate; When reaching the position where the clamping speed is to be reduced from the high speed to the low speed, the hydraulic pressure is lowered to low pressure, the controller of the speed limiter is turned on and the voltage difference is controlled to lower the speed of the moving template; Advancing the moving template at low pressure while maintaining a constant voltage difference such that the low pressure clamp force is only a small amount greater than the binding force of the polar particles; When the moving template is in the mold closing position, it is achieved by the speed limit and position control method of the mold opening / closing speed limiting device, which comprises turning off the controller and supplying the high pressure oil to the mold cylinder.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기유변유체를 이용한 금형 개폐속도 제한장치(2)를 갖는 형체장치의 개략도이다. 도 4는 전기유변유체를 이용한 금형 개폐속도 제한장치의 상세도이다.Figure 3 is a schematic diagram of a mold clamping apparatus having a mold opening and closing speed limiting device 2 using an electric rheological fluid according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a detailed view of the mold opening and closing speed limiter using the electro-fluidic fluid.

도시된 바와 같이, 형체 장치는 고정 형판(18), 이동 형판(16), 형체 실린더(12), 형체 램(14), 고속 이동 실린더로써의 부스터 실린더(13), 타이바(20) 및 금형 개폐속도 제한장치(2)를 포함한다. As shown, the clamping device includes a stationary template 18, a moving template 16, a mold cylinder 12, a mold ram 14, a booster cylinder 13 as a high speed moving cylinder, a tie bar 20 and a mold. Opening and closing speed limiter (2).

상기 금형 개폐속도 제한장치(2)는 도 4에서 보듯이 상기 이동 형판(16)에 장착된 하우징(3)과, 상기 타이바(20)와 하우징(3) 사이에 형성된 공간에 채워진 전기유변유체(4)와, 상기 하우징(3)에 내설되어 상기 전기유변유체로 전기장을 형성시키기 위한 전극판(5)과, 전극판(5)에 흐르는 전압을 제어하여 금형의 속도 및 위치를 제어하도록 전극판(5)에 전기적으로 연결된 제어기(controller)(도시안됨)로 구성되어 있다.The mold opening / closing speed limiter 2 includes an electric rheological fluid filled in a space formed between the housing 3 mounted on the movable die 16 and the tie bar 20 and the housing 3, as shown in FIG. 4. (4), an electrode plate 5 in the housing 3 to form an electric field with the electro-fluidic fluid, and an electrode to control the speed and position of the mold by controlling a voltage flowing through the electrode plate 5. It consists of a controller (not shown) electrically connected to the plate 5.

여기에서 전기유변유체(4)란 전기 전도성 입자가 분산되어 있어 전기장이 작용하지 않을 때에는 입자가 불규칙적으로 분산되어 있는 등방성의 물리적 현상을 가지고 있다가 전기장이 작용하면 극성을 가진 입자들이 길게 나열되어 이방성의 구조를 가지면서 유동성질이 변화하고, 큰 항복 응력을 갖는 물질이다. 즉 유체 내에 형성된 전기 전도성 입자의 체인 형성에 의해 항복응력이 달라지며, 형성된 체인의 강도는 전기장의 세기에 따라 달라지므로 가해주는 전기장을 변화시키면 항복응력을 쉽게 조절할 수 있다. Here, the electrorheological fluid 4 has an isotropic physical phenomenon in which the electrically conductive particles are dispersed and the particles are irregularly dispersed when the electric field does not work. The flow properties change while having a structure of, and have a large yield stress. That is, the yield stress is changed by the chain formation of the electrically conductive particles formed in the fluid, and the strength of the formed chain varies depending on the strength of the electric field, so the yield stress can be easily adjusted by changing the applied electric field.

도 5a는 전기장을 인가하지 않았을 때 전기유변유체의 입자 배열이며, 도 5b는 전기장 인가 시에 전기유변유체의 입자가 체인을 형성하여 배열한 모습을 보여 준다.FIG. 5A shows an arrangement of particles of an electrorheological fluid when an electric field is not applied, and FIG. 5B shows an arrangement of particles of an electrorheological fluid by forming a chain when an electric field is applied.

전기유변유체를 이용한 본 금형 개폐속도 제한장치에서는 전극판(5) 사이에 존재하는 전기장의 유무에 따라 타이바(20)와 속도제한장치(2) 사이에 극성 입자가 결속력을 갖고 정렬한다. In the mold opening / closing speed limiter using the electrofluidic fluid, polar particles are aligned between the tie bar 20 and the speed limiter 2 according to the presence or absence of an electric field existing between the electrode plates 5.

이동 형판(16)이 이동하기 위해서는 이렇게 정렬된 극성 입자의 결속력을 끊고 이동해야 하므로, 전극판(5)에 입력되는 전압차의 크기를 제어하면 쉽게 이동 형판(16)의 속도를 제한할 수 있다. 또한 일정 수준의 속도 이하로 제어된 후에는 관성력을 포함하여 금형을 이동시키는 부스터 실린더(13)의 유압력보다 극성 입자의 결속력이 크도록 전극판(5)에 전압을 걸어 금형(22)의 속도를 0으로 함으로써 일정한 위치에 금형이 정지하도록 위치를 제어할 수 있다.In order for the moving template 16 to move, the binding force of the aligned polar particles must be broken and moved. Therefore, the speed of the moving template 16 can be easily restricted by controlling the magnitude of the voltage difference input to the electrode plate 5. . In addition, after being controlled below a certain level, the speed of the mold 22 is applied by applying a voltage to the electrode plate 5 so that the binding force of the polar particles is greater than the hydraulic force of the booster cylinder 13 which moves the mold including the inertia force. By setting 0 to 0, the position can be controlled so that the mold stops at a constant position.

도 6은 형폐 시의 위치에 따른 금형 개폐속도 제한 순서도이고, 도 7은 각각 그 때에 형체 램에 가해지는 유압의 크기, 전극판(5)에 가해지는 제어 전압차, 그리고 제어하고자 하는 금형(22)의 속도를 위치에 따라서 보여 준다. Fig. 6 is a flow chart illustrating a mold opening and closing speed limit according to the position at the time of mold closing, and Fig. 7 shows the magnitude of the hydraulic pressure applied to the mold ram at that time, the control voltage difference applied to the electrode plate 5, and the mold 22 to be controlled. ) Shows the speed according to the position.

또한 도 7a,7b,7c의 그래프에서 x1, x2, x3는 금형의 속도를 고속에서 저속으로 줄이기 시작하는 위치, 속도를 저속으로 줄이고 저압 형체를 시작하는 위치, 저압 저속 형체로 금형이 닫힌 위치를 각각 나타낸다.Also, in the graphs of FIGS. 7A, 7B, and 7C, x 1 , x 2 , and x 3 are positions at which the speed of the mold starts to decrease from high speed to low speed, positions at which the speed is reduced to low speed, and low pressure dies are started. Represents a closed position, respectively.

제어 순서도를 따라서 금형의 개폐속도 제한방법 및 위치제어 방법에 대해 설명한다.The opening and closing speed limiting method of the mold and the position control method will be described according to the control flowchart.

먼저, 금형(22)이 형 개폐를 위해서 이송 중일 때는 고속 이동 실린더 또는 형체 램 내의 부스터 실린더(13) 내에 고압을 걸어 속도를 고속으로 하며 전극판(5)에는 전압차를 걸지 않는다. First, when the mold 22 is being transferred for mold opening and closing, high pressure is applied to the booster cylinder 13 in the high speed moving cylinder or the mold ram to increase the speed, and no voltage difference is applied to the electrode plate 5.

형체 속도를 고속에서 저속으로 줄여야 할 위치에 이동 형판(16)이 도달되면, 즉 x1 위치에 오면 더 이상 형체를 이송시킬 필요가 없으므로 유압은 저압으로 떨어뜨리며, 속도 제한장치의 제어기를 켜고 전압차를 제어하여 형판의 속도를 떨어뜨린다. 전압차는 일 실시예로서 다음과 같이 설정 수 있다.When the moving template 16 reaches the position where the clamping speed is to be reduced from high speed to low speed, that is, at the x1 position, the hydraulic pressure drops to low pressure because there is no need to move the mold anymore, the controller of the speed limiter is turned on and the voltage difference Control the speed down the template. The voltage difference may be set as follows as an example.

여기에서 x1, x2는 사용자가 제어기를 통해서 설정하며, 이동형판(16)의 위치를 감지할 수 있는 위치 센서(미도시)를 이용하여 쉽게 측정하여 전압차 제어에 이용할 수 있다.Here, x 1 , x 2 is set by the user through a controller, it can be easily measured using a position sensor (not shown) that can sense the position of the movable plate 16 can be used for voltage difference control.

m은 성형품마다 바뀌게 되는 금형(21, 22)의 질량으로, 상기 전압차의 마지막 항 P2m은 금형 질량에 따라서 전극판(5)에 거는 전압차를 바꿔 주어, 즉 금형의 관성력을 보상해주어, 그 질량에 따른 관성의 변화량에 따라 금형 흐름량이 변하게 되는 상기 문제점을 해결해 준다.m is the mass of the molds 21 and 22 to be changed for each molded article, and the last term P 2 m of the voltage difference changes the voltage difference applied to the electrode plate 5 according to the mold mass, that is, compensates the inertial force of the mold This solves the above problem that the flow rate of the mold changes according to the amount of change of inertia according to its mass.

P1, P2는 각각 제어 상수 값으로 금형이 x2 위치에 왔을 때(저압 형체 위치에 왔을 때) 금형 파손의 위험이 없도록 그 속도를 낮게 제한해 주기 위하여 사용자가 설정하는 값이며, v0는 파손이 일어나지 않도록 제어하기 위한 속도의 기준값이다. P1, P2는 x1, x2 값에 따라 설정된다.When the mold is P 1, P 2 are each controlled constant value came to x 2 position (When they come to a low-pressure mold clamping position) so that there is no risk of mold damage, and the value to be set by the user to give by limiting low the velocity, v 0 Is a reference value of the speed for controlling so that breakage does not occur. P 1 and P 2 are set according to the values of x 1 and x 2 .

전기유변유체의 반응속도가 빠르고, 쉽게 제어 가능하기 때문에 도 7에서 금형의 속도는 전압차의 제어에 따라 짧은 시간에 고속에서 저속으로 제어될 수 있으며, 형판이 고속에서 저속으로 속도를 낮추기 시작하는 x1의 위치에서부터 저압을 형폐위치(x3)까지 지속적으로 가하므로 금형의 일시 정지 현상이 없다. P1, P2 값의 설정에 따라 이동 형판(16) 및 금형(22)이 x2 위치에 왔을 때, 사용자가 원하는 저속 속도(v0)를 얻을 수 있다.In FIG. 7, the speed of the mold can be controlled from high speed to low speed in a short time according to the control of the voltage difference, and the template starts to slow down from high speed to low speed. Since the low pressure is continuously applied from the position of x 1 to the mold closing position (x 3 ), there is no pause of the mold. When the moving template 16 and the mold 22 come to the x 2 position according to the setting of the P 1 and P 2 values, the user may obtain a desired low speed v 0 .

이제 금형(22)이 저압 형체를 하는 x2 위치에 오면 유압은 저압 상태로 형체 램(14)을 밀게 된다. 이때 저압 형체력이 극성 입자의 결속력보다 소량만 더 크도록 전압차를 P3로 일정하게 유지하면 상기 설명한 저속 상태에서의 형체 실린더(12)와 형체 램(14) 사이, 혹은 이동 형판(16)과 타이바(20) 사이의 마찰력으로 인해 생기는 불안정한 작동의 문제없이 안정된 낮은 속도로 x3의 위치까지 저압 전진할 수 있다. P3 값을 조정함으로써 쉽게 전진 속도를 제어할 수 있다.Now when the mold 22 is at the x 2 position to make the low pressure mold, the hydraulic pressure pushes the mold ram 14 to a low pressure state. At this time, if the voltage difference is kept constant at P 3 so that the low-pressure clamping force is only a little larger than the binding force of the polar particles, between the clamping cylinder 12 and the clamping ram 14 at the low speed state described above, or the moving template 16 and It is possible to advance low pressure to a position of x 3 at a stable low speed without the problem of unstable operation caused by the friction force between the tie bars 20. You can easily control the forward speed by adjusting the P 3 value.

형판이 x3 위치에 오면 도 7에서 처럼 제어기를 끄고 형체 실린더(12)에 고압유를 공급하여 승압한다.When the template is in the x 3 position, the controller is turned off as shown in FIG. 7, and the high pressure oil is supplied to the mold cylinder 12 to increase the pressure.

수지 사출 및 냉각이 끝난 후 금형을 열고 제품 취출을 위하여 이동 형판(16)을 고속으로 후퇴시키는 형개 과정은 기 설명된 전진 형폐 과정과 정반대의 단계를 밟는다.After the resin injection and cooling is completed, the mold opening process of opening the mold and retracting the moving template 16 at high speed for taking out the product takes the steps opposite to the advance mold closing process described above.

이처럼 본 발명의 금형개폐 속도제한장치는 이동 형판(16) 또는 형체 램(14)을 직접 제동하므로, 기존의 직압식 형체 장치에서 투입/투출 되는 유량을 제어하여 형판 또는 형체 램을 제어하는 유압식 제어 방식보다 관성력의 영향을 줄일 수 있으며, 전기유변유체의 제어 특성상 보다 정확하고 빠른 시간 내에 금형의 속도를 제한하고, 위치를 제어할 수 있다. As described above, since the mold opening and closing speed limiting device directly brakes the moving mold 16 or the mold ram 14, the hydraulic control for controlling the mold or the mold ram by controlling the flow rate that is input / discharged in the existing direct pressure mold apparatus. It is possible to reduce the influence of the inertia force than the method, and to limit the speed and position of the mold in a more accurate and faster time due to the control characteristics of the electro-fluidic fluid.

또한 유압식 제어 방식의 경우 금형의 속도 및 위치를 정확, 정밀하게 제어하기 위해서는 고비용의 정밀 유압 회로 구성이 필요하고, 밸브나 기름의 유지 보수비용이 일반 유압 회로 보다 더 필요한데, 본 발명은 정확/정밀한 속도 제한 및 위치 제어에 있어 정밀 유압 회로를 대신하므로 경제적이다In addition, in the case of the hydraulic control method, an expensive hydraulic circuit configuration is required in order to accurately and precisely control the speed and position of the mold, and a maintenance cost of the valve or oil is required more than that of a general hydraulic circuit. Economical as it replaces precision hydraulic circuits for speed limiting and position control

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전기유변유체의 전기 전도성 입자가 전기장의 유무에 따라 짧은 시간 내에 정렬 또는 비정렬할 수 있고, 전기장의 크기에 따라 입자간 결속력이 비례하는 특성을 이용하여 금형의 개폐 중 고속에서 저속으로 짧은 시간 내에 속도 제한이 가능하며, 이를 이용하여 정확하고 재현성 있는 위치 제어로 사이클 타임을 단축시키면서 금형을 보호하고, 동시에 양질의 성형품을 얻을 수 있다. 또한 고비용의 정밀 유압 회로가 필요 없고, 이로 인해 밸브나 기름의 유지 보수비용도 저렴한 장점이 있다. As described above, according to the present invention, the electrically conductive particles of the electrofluidic fluid may be aligned or unaligned within a short time depending on the presence or absence of an electric field, and the binding force between particles is proportional to the size of the electric field. It is possible to limit the speed within a short time from high speed to low speed during opening and closing. By using this, accurate and reproducible position control can shorten the cycle time and protect the mold, and at the same time obtain a good molded part. In addition, there is no need for costly precision hydraulic circuits, which results in an inexpensive maintenance cost of the valve or oil.

도 1은 종래의 직압식 형체 장치를 나타낸 일예시도.1 is an exemplary view showing a conventional direct pressure mold clamping device.

도 2a,2b는 종래 토글식 형체 장치의 움직임을 모형적으로 나타낸 예시도.Figure 2a, 2b is an exemplary view showing a model of the movement of the conventional toggle type clamping device.

도 3은 본 발명에 따른 형체 장치의 구성도.3 is a block diagram of a mold clamping device according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 금형 개폐속도 제한장치의 상세도Figure 4 is a detailed view of the mold opening and closing speed limiter according to the present invention

도 5a,5b는 전기유변유체의 전기장 인가 여부에 따른 입자 배열도.Figure 5a, 5b is a particle arrangement according to whether the electric field of the electro-fluidic fluid applied.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 금형 개폐속도 제한의 순서도.6 is a flow chart of the mold opening and closing speed limit according to an embodiment of the present invention.

도 7a 내지 도7c는 금형 개폐 속도 제한시의 위치에 따른 각기 유압, 전압차, 속도에 대한 그래프도.7A to 7C are graphs of hydraulic pressure, voltage difference, and speed according to positions at the time of mold opening and closing speed limitation.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

2 : 금형 개폐속도 제한장치2: mold opening and closing speed limiting device

3 : 하우징3: housing

4 : 전기유변유체4: Rheological fluid

5 : 전극판5: electrode plate

14 : 형체 램14: shape ram

16 : 이동 형판16: moving template

20 : 타이바20: tie bar

Claims (3)

제 2 금형 절반부(21)가 부착된 고정 형판(18)과, 제 1 금형 절반부(22)가 부착되며 타이바(20)를 따라 이동하는 이동 형판(16)과, 금형의 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상기 이동 형판(16)을 가동시키기 위한 고속 이동 실린더(13), 금형의 폐쇄 위치에서 사출 시 사출압에 견디도록 금형을 닫아 주기 위한 승압 장치로서의 형체 실린더(12)와 형체 램(14)을 포함한 사출 성형기에 있어서, A stationary template 18 to which the second mold half 21 is attached, a movable template 16 to which the first mold half 22 is attached and moving along the tie bar 20, and an open position of the mold; A high speed moving cylinder 13 for operating the movable die 16 between the closed positions, a clamping cylinder 12 as a boosting device for closing the mold to withstand the injection pressure during injection in the closed position of the mold, and a mold ram ( In the injection molding machine including 14), 상기 이동 형판(16)과 타이바(20) 사이에 전기적 자기장를 이용하여 금형의 개폐속도를 제한하는 금형 개폐속도 제한장치(2)가 설치되고,Between the moving template 16 and the tie bar 20 is installed a mold opening and closing speed limiting device 2 for limiting the opening and closing speed of the mold by using an electric magnetic field, 상기 금형개폐속도 제한장치(2)는The mold opening and closing speed limiting device (2) 상기 이동 형판(16)에 장착된 하우징(3)과; 상기 타이바(20)와 하우징(3) 사이에 형성된 공간에 채워진 전기유변유체(4)와; 상기 하우징(3)에 내설되어 전압차에 따라 전기유변유체(4)의 영역으로 전기장을 제어하는 전극판(5)과; 금형(22)의 위치에 따라 전압차의 크기를 제어하여 금형(22)의 속도를 제한하고, 위치를 제어하는 제어기포함하는 것을 특징으로 하는 전기유변유체를 이용한 금형 개폐속도 제한장치.A housing (3) mounted to the movable template (16); An electric rheological fluid (4) filled in a space formed between the tie bar (20) and the housing (3); An electrode plate (5) embedded in the housing (3) for controlling the electric field in the region of the electrofluidic fluid (4) according to the voltage difference; Mold opening and closing speed limiting device using an electric rheological fluid, characterized in that it comprises a controller for controlling the position of the mold 22 by controlling the magnitude of the voltage difference according to the position of the mold (22), and controls the position. 제 1 항의 금형 개폐속도 제한장치의 제한속도 및 위치제어방법에 있어서,In the speed limit and position control method of the mold opening and closing speed limiter of claim 1, 고속 이동 실린더 또는 형체 램 내의 부스터 실린더 내에 고압을 걸어 속도를 고속으로 하며 전극판에는 전압차를 걸지 않은 상태에서 이동 형판을 이동시키는 단계(S10)와; Applying a high pressure to a high speed moving cylinder or a booster cylinder in the mold ram to increase the speed and moving the moving template without applying a voltage difference to the electrode plate (S10); 형체 속도를 고속에서 저속으로 줄여야 할 위치에 도달되면, 유압을 저압으로 떨어뜨리고, 속도 제한장치의 제어기를 켜고 전압차를 제어하여 이동 형판의 속도를 떨어뜨리는 단계(S20)와; When reaching the position where the clamping speed is to be reduced from the high speed to the low speed, dropping the hydraulic pressure to low pressure, turning on the controller of the speed limiter and controlling the voltage difference to lower the speed of the moving template (S20); 저압 형체력이 극성 입자의 결속력보다 소량만 더 크도록 전압차를 일정하게 유지하면서 이동 형판을 저압 전진시키는 단계(S30)와;Advancing the moving template at low pressure while maintaining a constant voltage difference such that the low pressure clamp force is only a small amount greater than the binding force of the polar particles (S30); 이동 형판이 형체 폐쇄 위치에 오면 제어기를 끄고 형체 실린더에 고압유를 공급하여 승압하는 단계(S40)로 이루어지는 금형 개폐속도 제한장치의 제한속도 및 위치제어방법.Speed limit and position control method of the mold opening and closing speed limiting device comprising the step (S40) of turning off the controller and supplying the high pressure oil to the mold cylinder when the moving die is in the mold closing position. 제 2 항에 있어서, 전압차를 제어하는 방법은 다음의 식으로 얻어진 전압차(ΔV)를 이용하는 것을 특징으로 하는 금형 개폐속도 제한장치의 제한속도 및 위치제어방법.3. The method of controlling speed and position of a mold opening and closing speed limiting device according to claim 2, wherein the method for controlling the voltage difference uses a voltage difference ΔV obtained by the following equation. (여기에서, x1, x2는 금형의 속도를 고속에서 저속으로 줄이기 시작하는 위치, 속도를 저속으로 줄이고 저압 형체를 시작하는 위치를 각각 나타내고, m은 성형품마다 바뀌게 되는 금형의 질량을, P2는 제어 상수 값으로 금형이 x2 위치에 왔을 때(저압 형체 위치에 왔을 때) 금형 파손의 위험이 없도록 그 속도를 낮게 제한해 주기 위하여 사용자가 설정하는 값이며, P2는 x1, x2 값에 따라 설정된다.)(Where x 1 and x 2 represent positions at which the speed of the mold starts to decrease from high speed to low speed, positions at which the speed is reduced to low speed and start low pressure mold, respectively, m denotes the mass of the mold to be changed for each molded part, P 2 is a value so that there is no risk of mold damage (when they come to a low-pressure mold clamping position) when the mold is came to x 2 where the control constant value the user sets to give, limit lower the speed, P 2 x 1, x 2 is set according to the value.)
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