KR100549681B1 - 성형기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 성형기는, 서보모터에 의하여 구동되는 구동기구(21-1, 21-2, 22, 23, 24)를 복수 구비하고, 각 구동기구를 제어하기 위한 제어장치를 구비한다. 본 발명에 의하면, 복수의 구동기구는 적어도 2개의 세트로 나뉘어진다. 적어도 2개의 세트의 적어도 일방의 세트는 동기제어를 필요로 하는 복수의 구동기구(21-1, 21-2, 22)를 포함한다. 제어장치는, 적어도 일방의 세트에 포함되는 구동기구의 사이에서 동기를 취하면서 적어도 2개의 세트의 제어를 행한다.

Description

성형기 및 그 제어방법{Molding machine and control method thereof}
본 발명은, 서보모터로 구동되는 구동기능을 복수 구비하는 성형기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은, 사출성형기나, 같은 종류의 구동기구가 복수 구비되는, 예컨대 2재(材) 혹은 2색(色) 성형기 같은 성형기에 적합하다.
도 1을 참조하여, 전동식 사출성형기에 대하여 설명한다. 본 전동식 사출성형기는, 서보모터 구동에 의한 전동 사출장치를 구비하고 있다. 전동 사출장치에 있어서는, 예컨대 볼나사, 너트에 의하여 서보모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 스크루를 전진, 후퇴시킨다.
도 1에 있어서, 사출용 서보모터(51)의 회전은 볼나사(52)에 전해진다. 볼나사(52)의 회전에 의하여 전진, 후퇴하는 너트(53)는 프레셔 플레이트(54)에 고정되어 있다. 프레셔 플레이트(54)는, 베이스 프레임(55)에 고정된 가이드바(56)를 따라서 이동 가능하다. 가이드바는, 통상, 복수개 구비되지만, 여기서는 1개만을 나타내고 있다. 프레셔 플레이트(54)의 전진, 후퇴운동은, 베어링이나 로드셀(둘 다 도시 생략), 사출축(57)을 통하여 스크루(60)에 전해진다. 스크루(60)는, 가열실린더(61) 내에서 회전 가능하게, 게다가 축방향으로 이동 가능하게 배치되어 있다. 스크루(60)의 후부(後部)에 대응하는 가열실린더(61)에는, 수지 공급용의 호퍼(62) 가 설치되어 있다. 사출축(57)에는, 벨트나 풀리 등의 연결부재를 통하여 스크루(60)를 회전시키기 위한 계량용 서보모터(63)의 회전운동이 전달된다. 즉, 회전용 서보모터(63)에 의하여 사출축(57)이 회전 구동됨으로써, 스크루(60)가 회전한다.
스크루(60)를 내장한 가열실린더(61) 및 호퍼(62)는 가소화 장치라고 불리워진다. 가소화 장치는, 통상은, 베이스 프레임(55)에 로크되어 있는데, 로크를 풀어서 모터(58)에 의하여 스크루(60)의 축방향으로 전진, 후퇴 가능하게 되어 있다.
다음으로, 서보모터 구동에 의한 전동 형체(型締)장치에 대하여 설명한다. 전동 형체장치는, 고정금형(71)을 장착한 고정플래튼(72)과, 복수개의 타이바(73)와, 가동금형(74)을 장착한 가동플래튼(75)을 가진다. 전동 형체장치는 또한, 일단(一端)을 가동플래튼(75)에 연결한 2개의 아암(76)과, 토글서포트(77)와, 형체용 서보모터(78)와, 볼나사(79)와, 볼나사(79)와 나사 결합하는 볼너트를 설치한 크로스헤드(80) 등을 가진다.
서보모터(78)의 회전운동은 볼나사(79)를 통하여 크로스헤드(80)의 직선운동으로 변환된다. 크로스헤드(80)의 직선운동은, 크로스헤드(80), 토글레버(81a, 81b), 아암(76)으로 이루어지는 토글기구를 통하여 가동플래튼(75)의 전진, 후퇴운동으로 변환된다. 가동플래튼(75)이 전진하여 가동금형(74)이 고정금형(71)에 접촉하며, 더욱 전진하면, 타이바(73)는 늘어나고 형체력이 발생한다. 82는 성형품 이젝트용의 모터이다.
형체장치에 있어서도, 통상은, 토글서포트(77)는 타이바(73)를 통하여 고정 플래튼(72)에 로크되어 있다. 그러나, 로크를 풀어서 형 두께 조정용의 모터(83)에 의하여, 토글서포트(77), 토글기구, 및 가동플래튼(75)을 포함하는 요소가 형 개폐방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
상기 설명에서 이해할 수 있는 바와 같이, 전동식 사출성형기의 경우, 서보제어에 의한 구동기구는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 사출 구동기구(91), 계량회전 구동기구(92), 이젝터 구동기구(93), 형개폐 구동기구(94)의 4개의 구동기구가 구비된다. 그리고, 이러한 구동기구는, 구동축이라고 불리우는 경우가 있다. 어느 쪽으로 하더라도, 각각의 구동기구는 구동부로서의 서보모터와, 서보모터를 제어하기 위한 구동제어부로서의 서보컨트롤러, 예컨대 DSP(Digital Signal Processor)로 구성되어 있다.
일반적으로, 사출성형기는, 계량공정 - 형폐공정 - 사출공정 - 형체공정 - 보압공정 - 형개공정 - 이젝트공정이라는 복수의 공정을 경유하여 성형품을 제조하고 있다.
지금까지, 사출 구동기구(91), 계량회전 구동기구(92), 이젝터 구동기구(93), 형개폐 구동기구(94)의 각각의 구동지령치 및 검출치 등의 데이터는, 각각의 서보컨트롤러로부터 기타의 모든 구동기구의 서보컨트롤러로 총괄제어부로서의 메인컨트롤러(90)를 통하여 송신된다. 구동기구를 구성하고 있는 구동부 또는 구동부에 의하여 구동제어되는 피구동부에 장착된 검출기로부터의 검출치는, 구동제어부로서의 서보컨트롤러에 입력된다. 서보컨트롤러는, 총괄제어부로서의 메인컨트롤러(90)로부터의 지령치와 입력된 검출치와의 사이의 편차를 산출하고, 그 편차에 기하여 구동부를 제어한다. 메인컨트롤러(90)는, 예컨대 CPU(Central Processing Unit)로 실현된다. 지금까지, 메인컨트롤러(90)는, 4축 제어용의 처리속도로 4개의 구동축의 동기제어를 행하고 있다.
예컨대, 메인컨트롤러(90)로부터 사출 구동기구(91)에 대해서는, 동기를 위하여, 상시 메인컨트롤러(90)의 처리속도에 응하여, 계량회전 구동기구(92), 이젝터 구동기구(93), 및 형개폐 구동기구(94)로부터의 데이터가 보내진다. 한편, 사출 구동기구(91)로부터는 이 구동기구의 데이터가 메인컨트롤러(90)에 보내진다. 즉, 사출 구동기구의 검출치가 상시 메인컨트롤러(90)를 통하여 다른 3개의 구동기구로 송신되고, 상기 4개의 구동기구 사이의 구동 타이밍을 정확히 일치시키도록 동기제어가 행해진다. 이는, 다른 3개의 구동기구에 대해서도 마찬가지이다.
다음으로, 도 3 ~ 도 6을 참조하여, 2재(材) 성형기에 대하여 설명한다. 그리고, 2색(色) 성형기도 2재 성형기와 마찬가지의 구조를 가진다고 보면 된다. 통상, 2재 성형기는, 도 1에 나타낸 형체장치 1대에 대하여 2대의 사출장치가 프레임 상에 탑재되고, 프론트측, 리어측의 각각의 캐비티에서 복수의 성형품을 성형하는 성형기이다. 도 3 ~ 도 6은, 2재 성형기 중의 금형 주변의 구성만을 나타내고 있고, 도시되어 있는 부분 이외의 성형기의 동작은 도 1에 나타난 사출성형기와 같다고 생각하면 된다.
도 3에 있어서, 121은 고정플래튼, 122는 형개폐 구동기구(도시 생략)에 의하여 전진, 후퇴되는 가동플래튼이다. 고정플래튼(121)에는 고정금형(123)이 장착되고, 가동플래튼(122)에는 반전(反轉)장치(125)를 통하여 가동금형(124)이 장착되 어 있다. 128은 1재(材)째의 수지를 용융하기 위한 제1 가열실린더, 129는 2재(材)째의 수지를 용융하기 위한 제2 가열실린더이다. 통상, 제1 가열실린더(128)측은 프론트측이라 불리우고, 제2 가열실린더(129)측은 리어측이라 불리운다. 물론, 1재째의 수지와 2재째의 수지는 종류가 다르다. 1재째의 용융수지와 2재째의 용융수지는 각각, 제1 사출노즐(130), 제2 사출노즐(131)로부터 사출되어, 고정금형(123)과 가동금형(124)의 사이에 형성된 캐비티 내에 충전된다.
성형동작은 이하와 같다. 제1 가열실린더(128)측에 있어서는, 제1 사출노즐(130)로부터 사출된 1재째의 용융수지가 캐비티내에 충전되고, 제1 성형품부(135)를 성형한다. 제2 가열실린더(129)측에 있어서는, 제2 사출노즐(131)로부터 사출된 2재째의 용융수지가 캐비티내에 충전되고, 먼저의 샷(shot)으로 성형된 제1 성형품부(135)의 표면에 제2 성형품부(136)를 성형한다.
이어서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 형개(型開)가 행하여지고, 제1 가열실린더(128)측에 있어서는, 제1 성형품부(135)의 스프루·러너부(138)가 제거된다. 한편, 제2 가열실린더(129)측에 있어서는, 제1 성형품부(135) 및 제2 성형품부(136)로 이루어지는 성형품(137)이 금형에서 돌출된다.
다음으로, 도 5에 나타내는 바와 같이, 가동금형(124)이 반전장치(125)에 의하여 반전되고, 제1 성형품부(135)가 제1 가열실린더(128)측으로부터 제2 가열실린더(129)측으로 이동한다.
이어서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 형폐 및 형체가 행하여지고, 제1 가열실린더(128)측에 있어서는, 제1 사출노즐(130)로부터 사출된 1재째의 용융수지가 캐비티 내에 충전되어, 제1 성형품부(135)를 성형한다. 한편, 제2 가열실린더(129)측에 있어서는, 제2 사출노즐(131)로부터 사출된 2재째의 용융수지가 캐비티 내에 충전되어, 먼저의 샷으로 성형된 제1 성형품부(135)의 표면에 제2 성형품부(136)를 형성한다.
상기 설명에서 명확한 바와 같이, 복수재 혹은 복수색 성형기에는 동일 종류의 구동기구가 복수 구비된다. 2재 혹은 2색 성형기에는, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 및 이젝터 구동기구가 각각 프론트측, 리어측에 구비된다. 형개폐 구동기구, 반전 구동기구는 프론트측, 리어측에 공통이다. 따라서, 2재 혹은 2색 성형기에는, 8개의 구동기구가 구비된다.
이러한 8개의 구동기구에 대한 동기제어를 하나의 메인컨트롤러로 실현하려고 하는 경우, 2재 혹은 2색 성형기의 성능을 만족하는 처리속도로 8개의 구동기구 사이의 동기를 취하기 위해서는, 처리속도가 높은 고성능의 메인컨트롤러가 요구되어, 코스트업이 된다. 즉, 하나의 메인컨트롤러로 8축을 일괄하여 동기제어하는 경우, 처리속도가 높은 고성능의 메인컨트롤러가 요구된다.
한편, 2개의 메인컨트롤러를 이용하여 각각 프론트측, 리어측의 제어를 행하는 복수재 혹은 복수색 성형기가 제안되어 있다. 이 경우, 프론트측과 리어측의 구동기구를 동기시키기 위하여, 더욱 3개째의 메인컨트롤러가 필요하게 되어 코스트업이 된다.
그래서, 본 발명의 목적은, 성형기처럼 구동기구의 수가 다수 존재하는 경우에 있어서도, 최소한의 처리속도나 처리능력을 가지는 메인컨트롤러로 각 구동기구 간의 동기제어를 실현할 수 있는 성형기 및 그 제어방법을 제공하는 것에 있다.
환언하면, 본 발명은, 미리 선택된 임의의 구동기구만을 동기제어할 수 있는 정도의 메인컨트롤러로, 그 이상의 수의 구동기구를 가지는 성형기의 성형동작을 제어할 수 있도록 하는 것에 있다.
<발명의 개시>
본 발명에 의한 제어방법은, 구동부에 의하여 구동되는 구동기구를 복수 구비하고, 각 구동기구를 제어하기 위한 제어장치를 구비한 성형기에 적용된다. 본 발명의 제어방법에 의하면, 복수의 구동기구는 적어도 2개의 세트로 나뉘어진다. 제어장치는, 나뉘어진 적어도 2개의 세트의 적어도 일방의 세트에 포함되는 구동기구 사이에서 동기제어를 행함과 함께, 나뉘어진 적어도 2개의 세트의 제어를 행한다.
본 발명에 의한 성형기는, 서보모터에 의하여 구동되는 구동기구를 복수 구비하고, 각 구동기구를 제어하기 위한 제어장치를 구비한다. 본 발명에 의하면, 복수의 구동기구는 적어도 2개의 세트로 나뉘어진다. 적어도 2개의 세트의 적어도 일방의 세트는 동기제어를 필요로 하는 복수의 구동기구를 포함한다. 제어장치는, 적어도 일방의 세트에 포함되는 구동기구 사이에서 동기를 취하면서 적어도 2개의 세트의 제어를 행한다.
본 발명에 의하면, 다수의 구동기구가 구비되는 경우라도, 고성능의 메인컨트롤러를 사용하지 않고, 처리속도가 낮은 하나의 메인컨트롤러로 구동기구를 제어 할 수가 있다.
도 1은, 일반적인 전동식 사출성형기의 구조를 설명하기 위한 도면이고,
도 2는, 도 1에 나타낸 복수의 구동기구를 하나의 메인컨트롤러로 동기제어를 행하는 경우의 구성을 나타내는 블럭도이며,
도 3은, 2재(材) 성형기의 제1 제조공정을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는, 2재 성형기의 제2 제조공정을 설명하기 위한 도면이며,
도 5는, 2재 성형기의 제3 제조공정을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은, 2재 성형기의 제4 제조공정을 설명하기 위한 도면이며,
도 7은, 본 발명에 의한 제어방법을 2재 혹은 2색 성형기에 적용한 경우의 제어계의 구성을 나타낸 블럭도이고,
도 8a, 도 8b는, 사출 구동기구를 2개의 서보모터로 구동하는 예를 설명하기 위한 일부단면 평면도, 일부단면 측면도이며,
도 9는, 2개의 서보모터로 구동되는 2개의 사출 구동기구를 구비한 사출성형기에 본 발명에 의한 제어방법을 적용하는 경우의 제어계의 구성을 나타낸 블럭도이고,
도 10은, 2개의 서보모터로 구동되는 2개의 사출 구동기구를 구비한 2재 혹은 2색 성형기에 본 발명에 의한 제어방법을 적용하는 경우의 제어계의 구성을 나타낸 블럭도이다.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
도 7을 참조하여, 본 발명에 의한 제어방법의 제1 실시예에 대하여 설명한다. 이 제1 실시예는, 도 3 ~ 도 6에서 설명한 2재 혹은 2색 성형기에 본 발명을 적용하는 경우이다. 본 발명에 의한 제어방법을 2재 혹은 2색 성형기에 적용하는 경우, 메인컨트롤러는 프론트측의 성형기에 있어서의 모든 성형공정에 걸쳐서 동기를 실현시키기 위하여, 프론트측의 사출 구동기구(11A), 프론트측의 계량회전 구동기구(12A), 프론트측의 이젝터 구동기구(13A), 및 형개폐 구동기구(14A) 사이가 동기하도록 제어하지 않으면 안된다. 한편, 리어측의 성형기에 있어서도, 메인컨트롤러는 모든 성형공정에 걸쳐서 동기를 실현시키기 위하여, 리어측의 사출 구동기구(11B), 리어측의 계량회전 구동기구(12B), 리어측의 이젝터 구동기구(13B), 및 반전 구동기구(14B) 사이가 동기하도록 제어하지 않으면 안된다. 하지만, 프론트측과 리어측의 성형공정은, 금형 반전 등의 공정에 의하여 차단된다. 그렇기 때문에, 프론트측과 리어측의 사이에는, 필히 일방 구동기구의 구동지령치·검출치 등의 데이터를 타방 구동기구에 송신하여 동기시킨다고 하는, 엄밀한 동기제어는 필요하지 않다.
이렇기 때문에, 메인컨트롤러(10)는, 프론트측의 사출 구동기구(11A), 계량회전 구동기구(12A), 이젝터 구동기구(13A), 및 형개폐 구동기구(14A) 사이가 동기하도록 제어하는 한편, 리어측의 사출 구동기구(11B), 계량회전 구동기구(12B), 이젝터 구동기구(13B), 및 반전 구동기구(14B) 사이가 동기하도록 제어한다. 즉, 제1 실시예에 있어서는, 동기를 취할 구동기구의 조합이 A, B의 2 세트 설정된다. 즉, 서보모터 구동에 의한 8개의 구동기구(8축)가 동기 구동기구 군(群)으로서의 4개의 구동기구(4축)로 이루어지는 2개의 세트로 나뉘어진다. 즉, 4개의 구동기구 간에는, 동기제어를 행하기 위한, 각각의 구동기구의 검출치가 상시 메인컨트롤러(10)를 통하여 다른 3개의 구동기구로 송신되고, 구동 타이밍을 정확히 일치시키도록 제어가 행해진다.
이와 같이, 동기를 취할 구동기구의 조합을 2 세트로 나누면, 동기를 취할 구동기구의 수는 4개로 족하다. 그 결과, 메인컨트롤러(10)를 통하여 송신되는 데이터의 송신량이 대폭으로 적어져서, 전술한 8축 동기제어용의 고성능 메인컨트롤러에 비하여 메인컨트롤러(10)의 처리속도는 충분히 낮아도 좋다. 이는, 메인컨트롤러(10)는 4축 제어용의 처리속도를 가지고 있으면 되기 때문이다. 그 한편으로, 동기를 취할 필요가 요구되고 있는 동기 구동기구 군(특히 사출 구동기구와 계량회전 구동기구)은 세트 별로 병렬로 동기를 취하도록 제어되고 있으므로, 4축 제어용의 메인컨트롤러(10)라도, 요구되는 성형기의 성능을 만족시킬 수가 있다. 즉, 2재 혹은 2색 성형기의 성능을 만족하는 4축 제어용의 처리속도로 8축의 각 구동기구 간의 동기제어를 실현할 수 있다.
도 7에서는, 메인컨트롤러(10)와 복수의 구동기구를 접속한 구성만을 나타내고 있다. 그러나, 실제로는, 메인컨트롤러(10)에는, 예컨대 데이터 입력부(도시 않음), 도시된 구동기구에 포함되는 센서 이외의 센서로부터의 검출신호선, 프린터, 디스플레이 등의 출력부(도시 않음)가 접속되어 있다. 편의상, 도 7에서는 이들을 위한 신호선을 모아서 1개의 신호선(SL)으로 나타내고 있다. 이것은, 후술되는 도 9, 도 10에서도 마찬가지이다.
그런데, 성형기에는, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 및 이젝터 구동기구 이외에, 동기를 취할 필요가 있는 2개 이상의 구동기구가 추가되는 경우가 있다. 이런 경우에도, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 및 이젝터 구동기구를 포함하는 제1 세트와 기타의 2개 이상의 구동기구를 포함하는 제2 세트로 분할된다. 그리고, 메인컨트롤러는, 제1 세트의 구동기구 사이에서 동기제어를 행하고, 제2 세트의 기타 2개 이상의 구동기구 사이에서 동기제어를 행한다. 이러한 메인컨트롤러를, 일반적인 사출성형기, 즉 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 및 이젝터 구동기구를 구비한 사출성형기에 적용하는 경우에는, 메인컨트롤러는, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 및 이젝터 구동기구의 4개의 구동기구 사이의 동기제어를 행한다. 한편, 상기 메인컨트롤러를, 일반적인 사출성형기 이외의 성형기, 예컨대 2재 혹은 2색 성형기에 적용하는 경우에는, 메인컨트롤러는 도 7에서 설명한 바와 같은 동기제어를 행한다. 이것은, 일반적인 사출성형기와 그 이외의 성형기이더라도, 메인컨트롤러에 의한 제어를 위하여 인스톨되는 소프트웨어는 거의 같은 소프트웨어를 사용할 수가 있다는 것을 의미한다. 환언하면, 도 7에서 설명한 메인컨트롤러(10)를 일반적인 사출성형기에 적용하는 경우, 인스톨된 소프트웨어에 대하여 B 세트측의 제어를 행하지 않도록 설정하면 된다.
다음으로, 모든 구동기구를 모든 성형공정에 걸쳐서 동기제어할 필요가 없는 경우에 본 발명을 적용한 경우에 대하여 설명한다. 먼저, 본 발명을 계량공정에 있 어서의 사출장치의 제어에 적용한 제2 실시예에 대하여 설명한다. 이 경우, 전술한 2재 성형기의 경우만이 아니라, 형체장치와 사출장치를 1대씩 구비한 사출성형기에도 적용할 수 있다.
계량공정에 있어서는, 사출장치의 스크루의 회전수를 스크루위치에 따라서 변화시킬 필요가 있다. 특히, 계량완료 위치에 있어서 스크루 회전수를 0(제로)(rpm)으로 하도록 제어하기 위해서는, 적어도 사출 구동기구와 계량회전 구동기구의 사이만을 정확히 동기시킬 필요가 있다. 따라서, 계량공정에 있어서, 이젝터 구동기구와 형개폐 구동기구와의 동기는 필요하지 않고, 적어도 사출 구동기구와 계량회전 구동기구와의 타이밍을 맞추도록 정확히 동기시키면 된다. 이를 위하여, 메인컨트롤러는, 계량공정에 있어서 사출 구동기구와 계량회전 구동기구가 동기하도록 제어하고, 기타 구동기구와 분리하여 제어할 수가 있다. 그 결과, 계량공정에 있어서의 메인컨트롤러의 부하를 저감시킬 수 있어서, 처리속도가 낮은 메인컨트롤러라도 충분히 기능을 달성할 수가 있다.
상기의 계량공정에 있어서의 사출장치의 제어를 도 7의 실시예에 적용한 경우, 이하와 같이 된다. 예컨대, 프론트측에 있어서는, 사출 구동기구(11A)와 계량회전 구동기구(12A)를 계량공정 동안만 동기시키면 좋다. 한편, 리어측에 있어서는, 사출 구동기구(11B)와 계량회전 구동기구(12B)를 계량공정 동안만 동기시키면 좋다. 따라서, 메인컨트롤러(10)는, 프론트측에 있어서는 적어도 사출 구동기구(11A)와 계량회전 구동기구(12A)에 대하여 계량공정 동안만 동기제어를 행하고, 리어측에 있어서는 적어도 사출 구동기구(11B)와 계량회전 구동기구(12B)에 대하여 계량공정 동안만 동기제어를 행하도록 하여도 좋다. 이것은, 후술되는 실시예에 있어서도 마찬가지이다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 대하여 설명한다. 이 제3 실시예도, 제2 실시예와 마찬가지로, 전술한 2재 성형기만이 아니라, 형체장치와 사출장치를 1대씩 구비한 사출성형기에도 적용할 수 있다. 사출성형기의 제어방법에는, 앞에 서술한 계량공정 - 형폐공정 - 사출공정 - 형체공정 - 보압공정 - 형개공정 - 이젝트 공정이라는 식으로, 각 공정이 연이어지도록 제어됨이 일반적이다. 그러나, 두께가 얇은 성형품 등을 성형할 때에, 형체공정과 충전공정을 조합한 사출압축공정이 행하여지는 경우가 있다. 사출압축공정이란, 미리 금형을 압축부분이라고 불리우는 양만큼 개방한 상태로 금형의 캐비티 내에 수지를 사출한다. 그리고, 수지의 충전완료 전부터 금형을 닫음으로써 수지를 압축한다. 그 후, 계속하여 압축을 행함으로써 수지를 냉각 고화시킨다. 이 사출압축공정에 있어서는, 형개폐 구동기구와 사출 구동기구는 이하와 같이 제어된다. 먼저, 형개폐 구동기구에 의하여 가동금형을 미리 정한 위치에 도달시킨 후, 사출 구동기구에 의하여 수지를 캐비티 내에 충전하고, 그 후, 사출 구동기구의 제어에 대응하여 형개폐 구동기구를 구동시켜서 충전된 수지를 압축한다.
이와 같이, 사출압축공정에 있어서는, 짧은 사이클시간 내에 사출 구동기구와 형개폐 구동기구를 대응시켜서 제어할 필요가 있다. 따라서, 사출압축공정에 있어서는, 사출 구동기구와 형개폐 구동기구 이외의, 예컨대 이젝터 구동기구와 계량회전 구동기구는 동기시켜서 제어할 필요는 없고, 적어도 사출 구동기구와 형개폐 구동기구가 타이밍이 맞도록 정확히 동기되면 좋다. 이를 위하여, 메인컨트롤러는, 사출압축공정에 있어서 사출 구동기구와 형개폐 구동기구를 동기제어할 세트로 하고, 기타의 구동기구와는 분리하여 제어할 수가 있다. 그 결과, 사출압축공정에 있어서의 메인컨트롤러의 부하를 저감시킬 수 있어서, 처리속도가 낮은 메인컨트롤러라도 충분히 기능을 달성할 수가 있다.
다음으로, 본 발명의 제4 실시예에 대하여 설명한다. 본 제4 실시예는, 이젝터 구동기구에 있어서, 금형의 캐비티 내로의 수지의 충전 중에, 이젝트 핀을 캐비티 내로 돌출하는 동작을 행하는 경우에 적용된다. 이것은, 사출 중 이젝터 돌출제어라고 불리운다. 이 제4 실시예도, 제2 실시예와 마찬가지로, 전술한 2재 성형기만이 아니라, 형체장치와 사출장치를 1대씩 구비한 사출성형기에도 적용할 수 있다.
사출 중 이젝터 돌출제어에 대하여 이하에 설명한다. 형폐가 완료한 상태로, 이젝트 핀이 캐비티 내로 돌출된다. 캐비티 내에 수지가 충전되면, 이젝터 핀은 수지압에 의하여 후퇴한다. 캐비티 내에 충전된 수지는 냉각 고화되지만, 이 동안, 이젝트 핀은 캐비티 내의 수지를 계속 민다. 즉, 냉각에 의하여 수지가 수축하여도 이젝트 핀이 수지를 계속 밀어 줌으로써, 캐비티 내의 수지는 일정하게 유지된다. 그 결과, 성형품에는 히케(표면 당김)과 같은 결함이 발생하지 않는다. 이러한 동작이 실행되는 경우에는, 적어도 충전공정, 보압공정의 동안, 이젝터 구동기구와 사출 구동기구를 동기시킬 필요가 있다. 따라서, 사출 중 이젝터 돌출제어에 있어서, 사출 구동기구와 이젝터 구동기구 이외의, 예컨대 형개폐 구동기구와 계량회전 구동기구는, 동기시키서 제어할 필요는 없고, 적어도 사출 구동기구와 이젝터 구동기구가 타이밍이 맞도록 정확히 동기되면 좋다. 이를 위하여, 사출 중 이젝터 돌출제어의 경우에는, 메인컨트롤러는, 사출공정에 있어서 사출 구동기구와 이젝터 구동기구를 동기제어할 세트로 하여 동기제어를 행하고, 기타의 구동기구와 분리하여 제어할 수가 있다. 그 결과, 사출공정에 있어서의 메인컨트롤러의 부하를 저감할 수 있어서, 처리속도가 낮은 메인컨트롤러라도 충분히 기능을 달성할 수가 있다.
다음으로, 본 발명의 제5 실시예에 대하여 설명한다. 제5 실시예는, 형개(型開)공정 중에 이젝트 핀의 돌출을 행하는 경우에 적용된다. 이 제5 실시예도, 제2 실시예와 마찬가지로, 전술한 2재 성형기만이 아니라, 형체장치와 사출장치를 1대씩 구비한 사출성형기에도 적용할 수 있다. 형개공정 중에 있어서의 이젝트 핀의 돌출제어 동작은, 형개가 완전히 종료하기 전에, 이젝트 핀의 돌출을 행함으로써 성형품의 꺼냄에 요하는 시간을 단축하기 위하여 행하여진다. 그 결과, 성형사이클 시간이 단축된다. 이러한 동작이 실행되는 경우에는, 형개공정, 이젝트공정 동안, 이젝터 구동기구와 형개폐 구동기구를 동기시킬 필요가 있다. 따라서, 형개공정 중에 있어서의 이젝트 핀의 돌출제어 동작에 있어서는, 이젝터 구동기구와 형개폐 구동기구 이외의, 예컨대 사출 구동기구와 계량회전 구동기구는 동기시켜서 제어할 필요는 없고, 적어도 이젝터 구동기구와 형개폐 구동기구가 타이밍이 맞도록 정확히 동기되면 좋다. 이를 위하여, 형개공정 중에 있어서의 이젝트 핀의 돌출제어 동작에 있어서는, 메인컨트롤러는 이젝터 구동기구와 형개폐 구동기구를 동기제어할 세트로 하여 동기제어를 행하고, 기타의 구동기구와 분리하여 제어할 수가 있다. 그 결과, 형개공정에 있어서의 메인컨트롤러의 부하를 저감할 수 있고, 처리속도가 낮은 메인컨트롤러라도 충분히 기능을 달성할 수가 있다.
그런데, 이 종류의 사출성형기에 있어서는, 하나의 구동기구를 2개의 서보모터로 구동하는 경우가 있다.
도 8a, 도 8b는, 사출 구동기구를 2개의 서보모터로 구동하는 예를 나타낸다. 도 8a에 있어서, 가열실린더(101)를 가지는 실린더박스(100)에는, 볼나사(102a, 102b)가 회전 가능하게 지지되어 있다. 볼나사(102a, 102b)에는 너트(103a, 103b)에 의하여 스크루 지지부재(104)가 지지되어 있다. 스크루 지지부재(104)에는 사출축(105)이 회전 가능하게 장착되어 있다. 사출축(105)에는 가열실린더(101) 내로 뻗는 스크루(106)가 연결되어 있다. 실린더박스(100)의 외벽면에는 사출용 서보모터(107a, 107b)가 설치되어 있다. 사출용 서보모터(107a, 107b)의 회전축에는 각각, 볼나사(102a, 102b)가 연결되어 있다.
도 8b에 있어서, 스크루 지지부재(104)에는 상방으로 뻗는 장착부재(109)가 마련되어 있다. 장착부재(109)에는 계량용 서보모터(110)가 설치되어 있다. 계량용 서보모터(110)는 벨트(111)를 통하여 사출축(105)을 회전시킨다.
이 2개의 서보모터(107a, 107b)로 구동되는 2개의 사출 구동기구를 구비한 사출성형기에 있어서는, 사출공정에 있어서, 2개의 서보모터(107a, 107b)를 동기제어하는 일이 필요해진다. 이를 위하여, 메인컨트롤러는, 사출공정에 있어서 2개의 사출 구동기구를 동기제어할 세트로 하여 동기제어를 행하고, 기타의 구동기구와 분리하여 제어할 수도 있다. 그 결과, 사출공정에 있어서의 메인컨트롤러의 부하를 저감할 수 있고, 처리속도가 낮은 메인컨트롤러로도 충분히 기능을 달성할 수가 있다.
더욱이, 계량공정에 있어서는, 2개의 서보모터(107a, 107b)의 사이 및 전술한 계량회전 구동기구의 사이에 동기제어가 필요하다. 이를 위하여, 메인컨트롤러는, 계량공정에 있어서는 2개의 사출 구동기구 및 계량회전 구동기구를 동기제어할 세트로 하여 동기제어를 행하고, 기타의 구동기구와 분리하여 제어할 수도 있다. 그 결과, 계량공정에 있어서의 메인컨트롤러의 부하를 저감할 수 있고, 처리속도가 낮은 메인컨트롤러로도 충분히 기능을 달성할 수가 있다.
도 9를 참조하여, 본 발명의 제6 실시예를 설명한다. 이 제6 실시예에서는, 도 8a, 도 8b에서 설명한 2개의 서보모터로 구동되는 2개의 사출 구동기구를 구비한 사출성형기에 본 발명에 의한 제어방법을 적용하고 있다. 사출성형기는, 제1, 제2 사출 구동기구(21-1, 21-2) 외에, 도 2에서 설명한 바와 같이, 계량회전 구동기구(22), 이젝터 구동기구(23), 및 형개폐 구동기구(24)를 구비하고 있다. 메인컨트롤러(20)는, 계량공정 및 사출공정의 동안, 제1, 제2 사출 구동기구(21-1, 21-2)와 계량회전 구동기구(22)가 동기하도록 제어한다. 메인컨트롤러(20)는, 이젝터 구동기구(23), 형개폐 구동기구(24)도 제어하지만, 제1, 제2 사출 구동기구(21-1, 21-2)와 계량회전 구동기구(22)와의 사이에서는 동기제어는 행하지 않는다. 어느 경우라 해도, 메인컨트롤러(20)는, 종래의 사출성형기의 성능을 만족하는 4축제어용 처리속도로 5축 구동기구의 제어를 행할 수가 있다. 그리고, 본 실시예는, 전술한 제2 ~ 제5 실시예와 조합되어도 좋다.
도 10을 참조하여, 제1 실시예의 변형예인, 본 발명의 제7 실시예를 설명한다. 이 제7 실시예는, 도 8a, 도 8b에서 설명한 2개의 서보모터로 구동되는 2개의 사출 구동기구를 구비한 2재 혹은 2색 성형기에 본 발명에 의한 제어방법을 적용하고 있다. 도 7에 나타낸 구성요소와 동일부분에는 동일번호를 붙여서, 상세한 설명은 생략한다. 이 제7 실시예에 있어서는, 프론트측에 제1, 제2 사출 구동기구(11A-1, 11A-2)가 구비되고, 리어측에 제1, 제2 사출 구동기구(11B-1, 11B-2)가 구비되어 있다. 여기서도, 10개의 구동기구는 2개의 세트로 나뉘어져 있다. 즉, A 세트는 프론트측으로서, 제1, 제2 사출 구동기구(11A-1, 11A-2), 계량회전 구동기구(12A), 이젝터 구동기구(13A), 및 형개폐 구동기구(14A)를 포함한다. 한편, B 세트는 리어측으로서, 제1, 제2 사출 구동기구(11B-1, 11B-2), 계량회전 구동기구(12B), 이젝터 구동기구(13B), 및 반전 구동기구(14B)를 포함한다.
본 실시예에서는, 메인컨트롤러(30)는, 계량공정 및 사출공정 동안, 프론트측의 제1, 제2 사출 구동기구(11A-1, 11A-2)와 계량회전 구동기구(12A)가 동기하도록 제어하는 한편, 계량공정 및 사출공정 동안, 리어측의 제1, 제2 사출 구동기구(11B-1, 11B-2)와 계량회전 구동기구(12B)가 동기하도록 제어한다. 물론, 메인컨트롤러(30)는, 이젝터 구동기구(13A), 형개폐 구동기구(14A)도 제어하지만, 제1, 제2 사출 구동기구(11A-1, 11A-2)와 계량회전 구동기구(12A)와의 사이에서는 동기제어는 행하지 않는다. 이 경우, 예컨대 형개폐 구동기구(14A)에 대하여 말하자면, 형개폐 구동기구(14A)는, 검출치를 메인컨트롤러(30)에 송신하고, 메인컨트롤러(30)는 형개폐 구동기구(14A)에 대하여 구동 지령치를 송신할 뿐이다. 마찬가 지로, 메인컨트롤러(30)는, 이젝터 구동기구(13B), 반전 구동기구(14B)도 제어하지만, 제1, 제2 사출 구동기구(11B-1, 11B-2)와 계량회전 구동기구(12B)와의 사이에서는 동기제어는 행하지 않는다. 어느 쪽이라 하여도, 메인컨트롤러(30)는, 2재 혹은 2색 성형기의 성능을 만족하는 4축 제어용 처리속도로 10축 구동기구의 제어를 행할 수가 있다. 본 실시예도 또한, 전술한 제2 ~ 제5 실시예와 조합되어도 좋다.
이상 설명해 온 바와 같이, 본 발명에 의하면, 구동기구가 5축을 넘는 다축이라도 고성능의 메인컨트롤러를 사용하지 않고, 성형기의 성능을 만족하는 4축용 처리속도를 가지는 1개의 메인컨트롤러로 구동기구를 제어할 수가 있다.
본 발명은 사출성형기, 2재 혹은 2색 성형기에 한하지 않고, 동기를 취할 필요가 있는 구동기구를 구비한 전동식 성형기 혹은 하이브리드 성형기에 적용 가능하다.

Claims (20)

  1. 구동부에 의하여 구동되는 구동기구를 복수 구비하고, 각 구동기구를 제어하기 위한 제어장치를 구비한 성형기의 제어방법에 있어서,
    상기 복수의 구동기구를 적어도 2개의 세트로 나누고,
    상기 나뉘어진 적어도 2개의 세트의 적어도 일방의 세트에 포함되는 구동기구의 사이에서 동기를 취함과 함께, 상기 나뉘어진 적어도 2개의 세트의 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 성형기의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 구동기구로서, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 이젝터 구동기구의 4개의 구동기구와, 2개 이상의 기타의 구동기구를 구비하고,
    상기 제어장치는, 상기 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 및 이젝터 구동기구의 4개의 구동기구 사이에서 동기를 취하면서 제어를 행하는 한편, 상기 2개 이상의 기타 구동기구 사이에서 동기를 취하면서 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 성형기의 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 성형기는 2재 혹은 2색 성형기로서,
    이 2재 혹은 2색 성형기는, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 및 이젝터 구동기구를 각각 프론트측, 리어측에 구비함과 함께, 형개폐 구동기구, 반전 구동기구를 상기 프론트측, 상기 리어측에 공통으로 구비하고,
    상기 제어장치는, 적어도 상기 프론트측의 사출 구동기구 및 상기 프론트측의 계량회전 구동기구에 대하여 동기를 취하면서 제어를 행하는 한편, 적어도 상기 리어측의 사출 구동기구 및 상기 리어측의 계량회전 구동기구에 대하여 동기를 취하면서 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 성형기의 제어방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 프론트측의 사출 구동기구, 상기 프론트측의 계량회전 구동기구, 상기 프론트측의 이젝터 구동기구, 및 상기 형개폐 구동기구의 사이에서 동기를 취하면서 제어를 행하는 한편, 상기 리어측의 사출 구동기구, 상기 리어측의 계량회전 구동기구, 상기 리어측의 이젝터 구동기구, 및 상기 반전 구동기구의 사이에서 동기를 취하면서 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 성형기의 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 성형기는 사출성형기로서,
    이 사출성형기는, 상기 복수의 구동기구로서, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 이젝터 구동기구를 포함하고,
    상기 제어장치는, 적어도 사출압축공정에 있어서, 상기 동기제어를 필요로 하는 복수의 구동기구로서 상기 사출 구동기구와 형개폐 구동기구를 동기제어하는 것을 특징으로 하는 성형기의 제어방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 성형기는 사출성형기로서,
    이 사출성형기는, 상기 복수의 구동기구로서, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 이젝터 구동기구를 포함하고,
    상기 제어장치는, 적어도 사출공정 중에 이젝트 핀을 돌출하는 경우에 있어서, 상기 동기제어를 필요로 하는 복수의 구동기구로서 상기 사출 구동기구와 이젝터 구동기구를 동기제어하는 것을 특징으로 하는 성형기의 제어방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 성형기는 사출성형기로서,
    이 사출성형기는, 상기 복수의 구동기구로서, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 이젝터 구동기구를 포함하고,
    상기 제어장치는, 적어도 형개(型開)공정 중에 이젝트 핀을 돌출하는 경우에 있어서, 상기 동기제어를 필요로 하는 복수의 구동기구로서 상기 이젝터 구동기구와 형개폐 구동기구를 동기제어하는 것을 특징으로 하는 성형기의 제어방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 성형기는 사출성형기로서,
    이 사출성형기는, 상기 복수의 구동기구로서, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 이젝터 구동기구를 포함하고,
    상기 제어장치는, 적어도 계량공정 중에 있어서, 상기 동기제어를 필요로 하는 복수의 구동기구로서 상기 사출 구동기구와 계량회전 구동기구를 동기제어하는 것을 특징으로 하는 성형기의 제어방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 성형기는 사출성형기로서,
    이 사출성형기는, 상기 복수의 구동기구로서, 복수의 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 이젝터 구동기구를 포함하고,
    상기 제어장치는, 적어도 사출공정 중에 있어서, 상기 동기제어를 필요로 하는 복수의 구동기구로서 상기 복수의 사출 구동기구를 동기제어하는 것을 특징으로 하는 성형기의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    적어도 계량공정에 있어서, 상기 동기제어를 필요로 하는 복수의 구동기구로서 상기 복수의 사출 구동기구와 계량회전 구동기구를 동기제어하는 것을 특징으로 하는 성형기의 제어방법.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 프론트측 및 리어측의 사출 구동기구는 각각, 2개의 서보모터로 구동되고,
    상기 제어장치는, 적어도 상기 프론트측의 사출 구동기구에 있어서의 2개의 서보모터와 상기 프론트측의 계량회전 구동기구에 대하여 동기를 취하면서 제어를 행하는 한편, 적어도 상기 리어측의 사출 구동기구에 있어서의 2개의 서보모터와 상기 리어측의 계량회전 구동기구에 대하여 동기를 취하면서 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 성형기의 제어방법.
  12. 구동부에 의하여 구동되는 구동기구를 복수 구비한 성형기의 제어방법에 있어서,
    상기 복수의 구동기구를, 소정의 공정에 있어서 동기제어를 필요로 하는 동기 구동기구 군(群)과 다른 구동기구로 나누고,
    상기 동기 구동기구 군 중의 적어도 2개의 구동기구의 동기를 취하면서 상기 동기 구동기구 군과 상기 다른 구동기구의 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 성형기의 제어방법.
  13. 구동부에 의하여 구동되는 구동기구를 복수 구비하고, 각 구동기구를 제어하기 위한 제어장치를 구비한 성형기에 있어서,
    상기 복수의 구동기구는 적어도 2개의 세트로 나뉘어지고, 이 적어도 2개의 세트의 적어도 일방의 세트는 동기제어를 필요로 하는 복수의 구동기구를 포함하고 있으며,
    상기 제어장치는, 상기 적어도 일방의 세트에 포함되는 구동기구의 사이에서 동기를 취하면서 상기 적어도 2개의 세트의 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 성형기.
  14. 구동부에 의하여 구동되는 구동기구를 복수 구비한 성형기에 있어서,
    상기 복수의 구동기구를, 소정의 공정에 있어서 동기제어를 필요로 하는 동기 구동기구 군(群)과 다른 구동기구로 나누고,
    상기 동기 구동기구 군 중의 적어도 2개의 구동기구의 동기를 취하면서 상기 동기 구동기구 군과 상기 다른 구동기구의 제어를 행하는 제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 성형기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 성형기는 2재(材) 혹은 2색(色) 성형기로서,
    이 2재 혹은 2색 성형기는, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 및 이젝터 구동기구를 각각 프론트측, 리어측에 구비함과 함께, 형개폐 구동기구, 반전 구동기구를 상기 프론트측, 리어측에 공통으로 구비하고,
    상기 제어장치는, 2재 혹은 2색 성형공정에 있어서, 상기 프론트측의 사출 구동기구, 상기 프론트측의 계량회전 구동기구, 상기 프론트측의 이젝터 구동기구와의 사이에서 동기를 취하면서 제어를 행하는 한편, 상기 리어측의 사출 구동기구, 상기 리어측의 계량회전 구동기구, 상기 리어측의 이젝터 구동기구와의 사이에서 동기를 취하면서 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 성형기.
  16. 제14항에 있어서,
    이 성형기는, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 이젝터 구동기구를 가지는 사출성형기로서,
    적어도 계량공정에 있어서 상기 동기 구동기구 군은, 상기 사출 구동기구와 상기 계량회전 구동기구로 구성되는 것을 특징으로 하는 성형기.
  17. 제14항에 있어서,
    이 성형기는, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 이젝터 구동기구를 가지는 사출성형기로서,
    적어도 사출압축공정에 있어서 상기 동기 구동기구 군은, 상기 사출 구동기구와 상기 형개폐 구동기구로 구성되는 것을 특징으로 하는 성형기.
  18. 제14항에 있어서,
    이 성형기는, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 이젝터 구동기구를 가지는 사출성형기로서,
    적어도 사출공정에 있어서 상기 동기 구동기구 군은, 상기 사출 구동기구와 상기 이젝터 구동기구로 구성되는 것을 특징으로 하는 성형기.
  19. 제14항에 있어서,
    이 성형기는, 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 이젝터 구동기구를 가지는 사출성형기로서,
    적어도 형개(型開)공정에 있어서 상기 동기 구동기구 군은, 상기 형개폐 구동기구와 상기 이젝터 구동기구로 구성되는 것을 특징으로 하는 성형기.
  20. 제14항에 있어서,
    이 성형기는, 복수의 사출 구동기구, 계량회전 구동기구, 형개폐 구동기구, 이젝터 구동기구를 가지는 사출성형기로서,
    적어도 사출공정에 있어서 상기 동기 구동기구 군은, 상기 복수의 사출 구동기구로 구성되는 것을 특징으로 하는 성형기.
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