KR101275393B1 - Heater control device for use in injection molding apparatus - Google Patents
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Abstract
사출 성형기에 채용하기 적합한 히터 제어장치가 개시된다. 그러한 히터 제어장치는, 인가되는 제1 구동제어신호에 응답하여 상기 히터에 인가될 교류 전원의 위상을 제어하는 제1 구동부; 인가되는 제2 구동제어신호에 응답하여 상기 교류 전원을 상기 히터에 직접적으로 스위칭하는 제2 구동부; 및 상기 금형의 설정온도가 상기 금형의 측정된 현재 온도보다 일정 범위 이상일 경우에 상기 제1 구동제어신호 및 상기 제2 구동제어신호를 함께 생성하는 제어부를 구비함에 의해, 트라이액이나 사이리스터 등과 같은 반도체 전력 제어 소자의 수명을 늘릴 수 있다.A heater control device suitable for use in an injection molding machine is disclosed. Such a heater control device includes: a first driver for controlling a phase of an AC power source to be applied to the heater in response to a first drive control signal applied; A second driver for directly switching the AC power to the heater in response to an applied second drive control signal; And a controller for generating the first driving control signal and the second driving control signal together when the set temperature of the mold is greater than a predetermined range than the measured current temperature of the mold. The life of the power control device can be extended.
Description
본 발명은 히터 제어에 관한 것으로, 특히 사출 성형기의 금형 히팅에 채용하기 적합한 히터 제어장치에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to heater control, and more particularly, to a heater controller suitable for use in mold heating of an injection molding machine.
알려진 바와 같이 사출 성형기는 용융된 수지를 금형 내의 캐비티에 주입하여 캐비티가 가진 형상대로 사출 제품을 얻을 수 있게 하는 성형 장치이다. 사출 성형기를 통해 동일한 형상의 사출품을 빠른 시간에 반복적으로 얻을 수 있기 때문에 사출 성형기와 금형은 대량 생산을 위해 필수적으로 이용된다. As is known, an injection molding machine is a molding apparatus which injects molten resin into a cavity in a mold to obtain an injection product in the shape of the cavity. Injection molding machines and molds are indispensable for mass production because injection molding machines can be repeatedly used to obtain the same shape in a short time.
사출 성형기에 필수적으로 장착되는 금형에는 금형을 히팅하는 히터나 금형 내의 핫 런너를 히팅하는 히터가 설치되고, 그러한 히터들을 제어하는 제어장치가 거의 필수적으로 채용된다. The mold which is essentially mounted on the injection molding machine is provided with a heater for heating the mold or a heater for heating the hot runner in the mold, and a controller for controlling such heaters is almost necessarily employed.
사출 성형 제품의 완성도 및 제품들 간의 균일화를 얻기 위해서는 히터의 온도가 사출 성형 작업이 유지되는 동안 일정하게 유지될 필요가 있다. In order to achieve completeness of the injection molded product and homogenization between the products, the temperature of the heater needs to be kept constant while the injection molding operation is maintained.
종래에는 히터의 발열을 제어하여 금형이나 금형 내의 핫 런너의 온도를 일정하게 유지하기 위해, 금형 히터 제어장치 또는 핫런너 히터 제어장치에는 범용 온도 컨트롤러와 트라이액(TRIAC)이나 사이리스터로 이루어진 반도체 전력 제어소자가 채용되어진다. Conventionally, in order to maintain a constant temperature of a mold or a hot runner in a mold by controlling the heating of a heater, a mold power controller or a hot runner heater controller includes a general-purpose temperature controller and a triac (TRIAC) or thyristor. Element is employed.
그러한 종래의 히터 제어장치는 초기 구동시에나 금형 교체로 인한 온도 변경에 기인하여, 현재의 온도에서 목표로 하는 설정 온도까지 히팅을 할 경우에, 반도체 전력 제어소자를 통해 히터에 전(full) 부하로 히팅 소스가 되는 전류가 인가되도록 한다. 온도 차이가 비교적 커서 전류를 전 부하(100%)로 히터에 공급하게 되면 반도체 전력 제어소자에는 열 발생이 증가된다. 특히, 히터용량이 비교적 클 경우에 반도체 전력 제어소자 예를 들어 트라이액이나 사이리스터는 발열에 의해 높은 온도까지 상승된다. 반도체 전력 제어소자가 발열에 의해 고온으로 되면 온도 제어의 정확성이 떨어지고 반도체 전력 제어소자 자체 및 주변의 각종 부품들이 높은 열에 의한 영향을 받아 수명이 줄어든다. Such a conventional heater control device has a full load on the heater through the semiconductor power control element when heating from the current temperature to the target set temperature due to the temperature change due to the initial driving or the mold replacement. Allow the current to be the heating source to be applied. When the temperature difference is relatively large and current is supplied to the heater at full load (100%), heat generation is increased in the semiconductor power control device. In particular, when the heater capacity is relatively large, the semiconductor power control element, such as triac or thyristor, is raised to a high temperature by heat generation. When the semiconductor power control device is heated to a high temperature by heat generation, the accuracy of temperature control is reduced, and the lifespan of the semiconductor power control device itself and the surrounding components are affected by the high heat.
그러므로, 히터 제어장치에 설치되는 히트 싱크나 방열판의 크기를 크게 해야 하고 히터 제어장치를 수용하는 제어 박스 내부에 열을 강제로 배출하기 위한 쿨링 팬을 마련하고 정밀 온도 제어를 위해 수시로 또는 항시 가동시켜야 하는 문제가 있다.
Therefore, the size of the heat sink or heat sink installed in the heater control unit should be large, and a cooling fan for forcibly dissipating heat inside the control box containing the heater control unit should be provided and operated from time to time or for precise temperature control. There is a problem.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 콘트롤 박스 내부의 온도 상승이나 전자적 부품의 온도 상승을 억제 또는 최소화할 수 있는 사출 성형기에 적합한 히터 제어장치를 제공함에 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a heater control device suitable for an injection molding machine that can suppress or minimize the temperature rise inside the control box or the temperature rise of the electronic components.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 히터 온도 상승 시 전류 증가로 인한 반도체 전력 제어소자의 발열 문제를 줄이거나 최소화할 수 있는 반도체 전력 제어소자를 채용하는 기기에 적합한 히터 제어장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a heater control apparatus suitable for a device employing a semiconductor power control element that can reduce or minimize the heat generation problem of the semiconductor power control element due to an increase in current when the heater temperature rises.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 히터 제어장치 내의 발열을 억제하여 히터의 발열을 보다 정밀하게 제어할 수 있는 개선된 히터 제어장치를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide an improved heater control device capable of more precisely controlling the heat generation of the heater by suppressing heat generation in the heater control device.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 히터 제어장치에 마련되는 방열판의 사이즈를 상대적으로 작게 하여 히터 제어장치의 사이즈를 콤팩트하게 할 수 있는 히터 제어장치를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a heater control device capable of making the size of the heater control device compact by making the size of the heat sink provided in the heater control device relatively small.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 트라이액이나 사이리스터의 수명을 늘릴 수 있는 히터 제어장치를 제공함에 있다.
Another problem to be solved by the present invention is to provide a heater control device that can increase the life of the triac or thyristor.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예적 일 양상에 따라, 사출 성형기의 금형을 설정온도로 제어하기 위해 히터를 구비하는 히터 제어장치는:According to an exemplary aspect of the present invention for achieving the above technical problem, a heater control device having a heater to control the mold of the injection molding machine to a set temperature:
인가되는 제1 구동제어신호에 응답하여 상기 히터에 인가될 교류 전원의 위상을 제어하는 제1 구동부;A first driving unit controlling a phase of an AC power to be applied to the heater in response to the first driving control signal applied;
인가되는 제2 구동제어신호에 응답하여 상기 교류 전원을 상기 히터에 직접적으로 스위칭하는 제2 구동부; 및 A second driver for directly switching the AC power to the heater in response to an applied second drive control signal; And
상기 금형의 설정온도가 상기 금형의 측정된 현재 온도보다 일정 범위 이상일 경우에 상기 제1 구동제어신호 및 상기 제2 구동제어신호를 함께 생성하는 제어부를 구비한다. And a control unit for generating the first driving control signal and the second driving control signal together when the set temperature of the mold is a predetermined range or more than the measured current temperature of the mold.
본 발명의 실시 예에서, 제1 구동부는 트라이액 또는 사이리스터를 포함하는 반도체 전력 제어소자일 수 있다. In an embodiment of the present disclosure, the first driver may be a semiconductor power control device including a triac or thyristor.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 구동제어신호는 펄스 형태로 생성될 수 있다. In an embodiment of the present disclosure, the first driving control signal may be generated in a pulse form.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제2 구동부는 직류 릴레이 소자일 수 있다. In an embodiment of the present disclosure, the second driver may be a DC relay element.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제어부는 상기 반도체 전력 제어소자의 발열 이력관리 데이터를 저장할 수 있다. In an embodiment of the present disclosure, the controller may store heat generation history management data of the semiconductor power control device.
본 발명의 실시 예에서, 상기 히터 제어장치는 통신부를 더 구비하여 상기 발열 이력관리 데이터를 외부로 전송할 수 있다. In an embodiment of the present disclosure, the heater control apparatus may further include a communication unit to transmit the heat generation history management data to the outside.
본 발명의 실시 예에서, 상기 히터 제어장치는 조작 설정부를 더 구비하여 사용자의 모드 선택에 따라 상기 제1 구동부를 다양한 모드로 보호할 수 있다. In an embodiment of the present disclosure, the heater controller may further include an operation setting unit to protect the first driving unit in various modes according to a user's mode selection.
본 발명의 실시 예에서, 상기 히터 제어장치는 히터의 구동모드에서 상기 현재 온도와 설정 온도 간의 차이에 따른 히팅 조작량 계산을 디폴트로 수행하고 그 계산된 히팅 조작량에 따라 상기 직류 릴레이 소자를 구동할 수 있다. In an embodiment of the present disclosure, the heater controller may perform a heating operation amount calculation based on a difference between the current temperature and a set temperature in a driving mode of the heater by default and drive the DC relay element according to the calculated heating operation amount. have.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예적 다른 양상에 따라, 사출 성형기의 금형 내의 핫 런너를 설정온도로 제어하기 위해 히터를 구비하는 히터 제어 장치는:According to another aspect of an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, a heater control device having a heater to control the hot runner in the mold of the injection molding machine to a set temperature:
인가되는 제1 구동제어신호에 응답하여 상기 히터에 인가될 교류 전원의 위상을 제어하는 제1 구동부;A first driving unit controlling a phase of an AC power to be applied to the heater in response to the first driving control signal applied;
인가되는 제2 구동제어신호에 응답하여 상기 교류 전원을 상기 히터에 직접적으로 스위칭하는 제2 구동부; 및 A second driver for directly switching the AC power to the heater in response to an applied second drive control signal; And
상기 핫 런너의 설정온도가 상기 핫 런너의 측정된 현재 온도보다 일정 범위 이상일 경우에 상기 제1 구동제어신호 및 상기 제2 구동제어신호를 함께 생성하는 제어부를 구비할 수 있다. When the set temperature of the hot runner is a predetermined range or more than the measured current temperature of the hot runner may be provided with a control unit for generating the first drive control signal and the second drive control signal together.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제어부는 상기 히터 제어장치가 위치하는 콘트롤 박스의 내부 온도에 따라 상기 일정 범위를 가변할 수 있다. In an embodiment of the present disclosure, the controller may vary the predetermined range according to the internal temperature of the control box in which the heater control device is located.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제어부는 통신 모드에서 상기 제1 구동부의 발열 관리 데이터를 외부로 전송할 수 있다.
In an embodiment of the present disclosure, the controller may transmit heat management data of the first driver to the outside in a communication mode.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예적 구성에 따르면, 사출 성형기의 콘트롤 박스 내부의 온도 상승이나 전자적 부품의 온도 상승이 억제 또는 최소화될 수 있다. According to the exemplary configuration of the present invention as described above, the temperature rise inside the control box of the injection molding machine or the temperature rise of the electronic component may be suppressed or minimized.
반도체 전력 제어소자를 채용하는 기기에 적합한 히터 제어장치에서 히터 온도 상승 시 전류 증가로 인한 반도체 전력 제어소자의 발열 문제가 감소되거나 최소화될 수 있다. In a heater control device suitable for a device employing a semiconductor power control device, a heat generation problem of the semiconductor power control device due to an increase in current when the heater temperature rises may be reduced or minimized.
히터 제어장치 내의 발열을 억제하여 히터의 발열을 보다 정밀하게 제어할 수 있는 장점이 있다. By suppressing the heat generation in the heater control device there is an advantage that can more precisely control the heat generation of the heater.
히터 제어장치에 마련되는 방열판의 사이즈를 상대적으로 작게 함으로써 히터 제어장치의 사이즈가 보다 콤팩트하게 될 수 있다. By making the size of the heat sink provided in the heater control device relatively small, the size of the heater control device can be made more compact.
부품의 발열을 최소화하여 히터 제어장치에 사용되는 트라이액이나 사이리스터의 수명을 늘릴 수 있는 이점이 있다.
By minimizing the heat generation of components, there is an advantage that can increase the life of the triac or thyristors used in the heater control device.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 히터 제어장치의 블록도,
도 2는 도 1의 세부 구현 예에 따른 회로 블록도,
도 3은 도 2에 관련된 동작 모드들의 설정 예시 테이블,
도 4는 도 2에 따른 히팅 동작 제어 흐름도,
도 5는 도 2에 따른 부품 관리 동작 제어 흐름도, 및
도 6은 도 2에 따른 모드 설정별 히팅 동작 제어 흐름도.1 is a block diagram of a heater control apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a circuit block diagram according to a detailed implementation example of FIG. 1;
3 is a table illustrating a setting of operation modes related to FIG. 2;
4 is a flowchart illustrating a heating operation control according to FIG. 2;
5 is a flowchart illustrating a part management operation control according to FIG. 2, and
6 is a flowchart illustrating a heating operation control for each mode setting according to FIG. 2.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라, 히터 제어장치에 대한 구성 및 작용이 첨부한 도면들을 참조로 상세히 설명될 것이다. 한편, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 회로블록의 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명이 생략될 것이다. 예를 들어, 트라이액이나 사이리스터의 전력 제어 메커니즘의 세부에 관한 것은 본 분야에 널리 알려져 있으므로, 그에 따른 자세한 설명은 생략된다. Hereinafter, according to a preferred embodiment of the present invention, the configuration and operation of the heater control device will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Meanwhile, in describing the embodiments of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations of related circuit blocks will be omitted if it is determined that the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. For example, the details of the power control mechanism of the triac or thyristor are well known in the art, and thus detailed description thereof is omitted.
본 발명의 실시 예에서는 도 1에서와 같이 마이크로 컴퓨터를 히터 제어장치의 제어부(10)로서 채용하고, 트라이액이나 사이리스터로 이루어지는 메인 구동부(20)의 발열 문제를 줄이거나 최소화하기 위해 릴레이 소자 등으로 이루어지는 보조 구동부(30)를 추가로 채용한다. 여기서, 보조 구동부(30)는 메인 구동부(20)와는 병렬로 히터(40)에 연결된다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 히터 제어장치의 블록도로서, 간략화되고 예시적으로 구성된 것이다. In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a microcomputer is employed as the
상기 제어부(10)는 온도 감지부(50)의 감지 출력을 체크하여 금형이나 핫런너의 설정온도가 상기 금형이나 핫런너의 측정된 현재 온도보다 일정 범위 이상이라고 판단한 경우에 제1,2 출력단(P1,P2)를 통해 제1 구동제어신호 및 제2 구동제어신호를 함께 생성하여 상기 메인 구동부(20)와 보조 구동부(30)가 동시에 구동되도록 한다. 이에 따라, 메인 구동부(20)를 구성하는 반도체 전력 제어소자의 발열이 보조 구동부(30)의 전류 구동 동작에 기인하여 감소 또는 최소화된다. 상기 제어부(10)는 설정온도 근방으로 금형이나 핫런너의 온도가 상승한 것으로 판단되면 상기 보조 구동부(30)의 전류 구동 동작을 디세이블하고 상기 메인 구동부(20)만으로 전류 구동이 이루어지도록 한다. 이와 같이 조작량 즉 히터를 히팅하기 위한 전류량에 대한 부하는 상기 제어부(10)에 의해 지속적으로 계산되며, 그 부하의 크기에 따라 상기 보조 구동부(30)의 동작 여부가 결정된다. The
따라서, 히터 온도를 상승시켜야 하는 경우에도 반도체 전력 제어소자의 발열이 대폭적으로 줄어들므로, 콘트롤 박스 내부에 들어가는 방열판의 사이즈를 보다 작게 할 수 있다. 또한, 콘트롤 박스 내부 및 메인 구동부의 온도 상승을 억제하거나 최소화 할 수 있으므로, 히터의 온도가 정밀하게 제어되어 금형이나 핫런너의 온도가 설정된 온도로 항상 일정하게 유지된다. . Therefore, even when the heater temperature is to be increased, the heat generation of the semiconductor power control element is greatly reduced, so that the size of the heat sink to enter the control box can be made smaller. In addition, since the temperature rise in the control box and the main drive unit can be suppressed or minimized, the temperature of the heater is precisely controlled so that the temperature of the mold or the hot runner is always maintained at the set temperature. .
도 2는 도 1의 세부 구현 예에 따른 회로 블록도로서, 메인 구동부(20), 보조 구동부(30), 및 히터(40)의 와이어링 구조가 도 1에 비해 구체적으로 나타나 있다. 또한, 도 2에서는 제어부(10)에 온도 감지부(50)외에도 조작 설정부(60), 표시부(70), 통신부(80)가 추가로 연결되어 있다. FIG. 2 is a circuit block diagram according to the detailed implementation example of FIG. 1, and a wiring structure of the
도 2에서, 저항들(21,24), 포토 트라이액(22), 및 트라이액(23)은 상기 메인 구동부(20)에 포함된다. 상기 저항(21)을 통해 제1 구동제어신호가 인가될 때 상기 포토 트라이액(22)이 활성화되어 트라이액(23)의 게이트를 제어한다. 이에 따라 교류 전원(P1)이 상기 게이트에 의해 제어되어 히터(40)에 인가된다. In FIG. 2, the
또한, 트랜지스터(31)와 릴레이 소자(32)는 상기 보조 구동부(30)에 포함된다. 상기 릴레이 소자(32)는 스위치(SW), 인덕터(L), 및 다이오드(D)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 트랜지스터(31)의 베이스에 일정 레벨의 전압이 인가되어 상기 트랜지스터(31)가 턴온조건이 되면 전원전압(VDD)단에서 인덕터(L)를 통해 상기 트랜지스터(31)의 콜렉터에서 에미터로 이어지는 전류 경로를 따라 전류가 흐르게 된다. 이에 따라 교류 전원(P1)을 스위칭하는 스위치(SW)가 클로즈되어 히터(40)에는 상기 교류 전원(P1)이 공급된다. 결국, 상기 제어부(10)는 조작량이 일정 범위 이상으로 되는 경우에 제2 구동제어신호를 제2 출력단(P2)으로 출력하여 직류 릴레이 소자인 상기 릴레이 소자(32)의 스위치(SW)가 스위칭 되도록 한다. In addition, the
온도가 빠르게 상승되고 나서 일정 범위에 이르게 되면, 상기 제어부(10)는 상기 릴레이 소자(32)가 디세이블되도록 하고 상기 제1 구동제어신호 만으로 상기 트라이액(23)의 구동을 제어한다. 따라서, 조작량이 큰 경우에 상기 트라이액(23)은 상기 릴레이 소자(32)의 도움을 받아 소자 발열이 최소화 또는 줄어들게 된다. 여기서, 상기 제1 구동제어신호는 PWM 등과 같은 펄스 형태로 생성될 수 있다. 여기서, 상기 트라이액은(23)은 "BTA41600B"로 구현될 수 있다. When the temperature rises rapidly and reaches a predetermined range, the
상기 제어부(10)는 상기 반도체 전력 제어소자의 발열 이력관리 데이터를 내부의 메모리에 저장할 수 있다. 상기 메모리는 프로그램 및 작업 데이터를 저장하는 메모리로서, 디램 및 플래시 메모리를 포함할 수 있다. The
상기 통신부(80)는 상기 발열 이력관리 데이터를 외부로 전송하는 기능을 수행할 뿐만 아니라, 원격 제어부나 통신 망 등과 같은 외부에서 인가되는 각종 데이터를 받아 상기 제어부(10)의 포트(P6)로 전송할 수 있다. 상기 통신부(80)는 RS 485 통신라인 등을 통해 사출 성형기의 원격 메인 제어기와 연결되거나, 무선 통신을 통해 각종 제어기와 연결될 수 있다. 따라서, 컴퓨터나 스마트 폰 등에 탑재된 프로그램을 상기 제어부(10)로 전송하여 각종 사출 성형 환경을 바꿀 수 있으며, 반도체 전력 제어소자의 발열 이력관리 데이터를 외부 원격지에서 확인하여 예방 메인터넌스를 할 수 있게 하는 요인을 제공한다. The
상기 조작 설정부(60)는 상기 제어부(10)의 포트(P3)에 연결되어 사용자의 모드 선택에 따라 상기 제1 구동부(20)를 다양한 모드로 보호할 수 있다. 상기 조각 설정부(60)는 각종 기능을 갖는 설정 키 패드와 조작 인터페이스를 구비할 수 있다. 이용자의 터치 또는 키 조작에 응답하여 생성된 조작신호는 조작 인터페이스를 통해 상기 제어부(10)에 인가된다.상기 조작 설정부(60)의 키 패드와 조작 인터페이스는 HT100A-NDOBP02, HT-EBS4-1/RS232C로 각기 구성될 수 있다. The
한편, 그러한 다양한 모드들의 선택 없이도 상기 제어부(10)는 히터(40)의 구동모드에서 상기 현재 온도와 설정 온도 간의 차이에 따른 히팅 조작량 계산을 디폴트로 수행하고 그 계산된 히팅 조작량에 따라 상기 직류 릴레이 소자(32)를 구동할 수 있다. 상기 직류 릴레이 소자는 범용 소자인 "HR85AKSW DC24"로 구현될 수 있다. On the other hand, without selecting such various modes, the
상기 히터(40)는 사출 성형기의 금형 뿐만 아니라 금형 내의 핫 런너를 설정온도로 제어하는 히터일 수 있다. 도면에서는 히터가 1개로 나타나 있지만, 필요에 따라 필요한 수만큼 증가될 수 있다. 예를 들어 히터가 3개이고 3상 3선식인 경우에 각 히터들은 교류 전원 상(R)(S)(T)에 각기 연결되고 공유 델타(△)결선으로 서로 연결될 수 있다. The
상기 제어부(10)와는 포트(P5)를 통해 연결된 표시부(70)는 LCD로 구현될 수 있으며, LCD를 드라이빙하기 위한 구동부를 포함할 수 있다. 이 경우에 LCD와 구동부는 "디지털 RGB" 및 "AT070TN83"을 각기 사용하여 구현될 수 있다. 필요한 경우에 상기 표시부(70)가 터치 스크린을 채용하는 경우에 상기 조작 설정부(60)는 상기 표시부(70)와 일체형으로 제공될 수 있다. The
포트(P4)를 통해 제어부(10)에 연결된 온도 감지부(50)는 복수의 온도 센서들과 센서 인터페이스를 포함하여 구성될 수 있다. 복수의 온도 센서들이 3개이고 상기 히터(40)가 탑재된 금형의 근방이나 핫런너의 근방에 분산 설치된 경우에 3개의 감지신호들(S1,S2,S3)이 센서 인터페이스를 통해 상기 제어부(10)로 인가될 수 있다. The
도 3은 도 2에 관련된 동작 모드들의 설정 예시 테이블로서, 필요에 따라 옵션으로 제공될 수 있다. FIG. 3 is an example table of setting operation modes related to FIG. 2, which may be provided as an option according to need.
도면을 참조하면, 표준모드(M31), 제1 안전모드(M32), 제2 안전모드(M33), 매뉴얼 모드(M34)가 도 2의 표시부(70)에 디스플레이될 수 있다. 조작자가 예를 들어 제1 안전모드를 조작 설정부(60)를 통해 선택하면, 상기 제어부(10)는 "01" 데이터를 받아 제1 안전모드의 동작 선택이 있음을 인식한다. 따라서, 상기 제어부(10)는 메인 구동부(20)의 소자 보호(트라이액 또는 사이리스터 보호)를 위해 설정된 제1 부하의 범위(예 30% 잔존)에서 보조 구동부(30)를 구동하는 병행 모드를 수행한다. 여기서, 제1 부하의 범위는 제3 부하의 범위보다 넓게 설정되는 것으로 가정한다. 예를 들어, 설정 온도가 250도씨(℃)이고 현재의 금형이나 내부의 핫런너 온도가 200도씨라면 이미 30%가 넘게 도달한 경우이므로 상기 보조 구동부(30)인 릴레이 소자는 구동되지 않는다. Referring to the drawings, the standard mode M31, the first safety mode M32, the second safety mode M33, and the manual mode M34 may be displayed on the
한편, 조작자가 제2 안전모드를 선택한 경우에 제2 부하의 범위(예 10% 잔존)로 동작이 되어, 상기 225도씨로 상승될 때 까지 상기 릴레이 소자(32)는 클로즈 상태를 유지한다. 결국, 제2 안전모드에서는 제1 안전모드 보다 훨씬 더 소자 보호에 관심을 둔다. On the other hand, when the operator selects the second safety mode, the operation is performed in the range of the second load (eg, 10% remaining), and the
또한, 오직 메인 구동부(20)만을 구동하는 표준모드나, 제1,2 안전모드에서도 소자 보호나 콘트롤 박스 내부의 발열에 기인하여 사출 성형품의 품질 고정밀도가 만족스럽지 못할 경우에, 부하의 량을 사용자 임의대로 조절하는 상기 매뉴얼 모드가 선택될 수 있다. 따라서, 열대지방이나 툰드라 지역에서 사출 작업이 진행될 경우에 그에 맞는 보호 모드의 선택이 적절히 되어질 수 있는 것이다. In addition, even in the standard mode for driving only the
한편, 도 3의 선택 동작 없이도, 히터 제어장치는 히터의 구동모드에서 상기 현재 온도와 설정 온도 간의 차이에 따른 히팅 조작량 계산을 디폴트로 수행하고 그 계산된 히팅 조작량에 따라 도 4에 보여지는 바와 같은 제어 흐름을 수행하여 상기 직류 릴레이 소자를 구동할 수 있다. On the other hand, even without the selection operation of Figure 3, the heater controller performs a heating operation amount calculation according to the difference between the current temperature and the set temperature in the drive mode of the heater by default and as shown in Figure 4 according to the calculated heating operation amount The DC relay device may be driven by performing a control flow.
도 4는 도 2에 따른 히팅 동작 제어 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a heating operation control according to FIG. 2.
도 4의 제어 흐름은 도 2의 제어부(10)에 의해 디폴트 동작 제어로서 수행되는 경우를 나타낸다. The control flow of FIG. 4 shows a case where the
단계 S40에서 장치의 초기화 동작이 수행된다. 이 단계에서 상기 제어부(10)는 마이크로프로세서 내부의 각종 플래그와 레지스터의 저장 값을 초기 단계로 설정한다. 단계 S41에서 히터의 구동 모드 인지의 유무가 체크된다. 여기서, 히터 구동 모드는 사출 성형이 준비되는 동작이나 사출 성형이 수행되는 중에 자동적으로 설정되는 모드일 수 있다. In operation S40, an initialization operation of the device is performed. In this step, the
히터의 구동 모드이면, 단계 S42에서 현재 온도 및 설정 온도를 리드한다. 여기서 상기 설정 온도는 사출 성형에서 유지되어야 할 금형의 온도 또는 핫런너의 온도를 의미하며 목표로 하는 온도이다. 결국, 히터 제어는 현재 온도가 상기 설정 온도보다 낮으면 히터 전류를 공급하고, 현재 온도가 상기 설정 온도에 도달하면 히터 전류의 공급을 중단하는 동작을 반복적으로 수행하는 것이다. 상기 현재 온도는 상기 온도 감지부(50)를 통해 감지된 금형 또는 핫런너의 온도이다. If it is the driving mode of the heater, the current temperature and the set temperature are read in step S42. Here, the set temperature means the temperature of the mold or the temperature of the hot runner to be maintained in the injection molding and is a target temperature. As a result, the heater control is to repeatedly perform the operation of supplying the heater current when the current temperature is lower than the set temperature, and stopping the supply of the heater current when the current temperature reaches the set temperature. The current temperature is the temperature of the mold or hot runner sensed by the
상기 제어부(10)는 단계 S43에서 히터에 공급해야 할 전류량이 어느 정도인지를 알기 위하여 조작량을 계산한다. 여기서, 조작량은 상기 설정온도와 현재온도간의 차이에 따라 계산된 전력량과 타임으로 나타날 수 있다. 온도 차이가 많은 경우에 조작량은 최대 전류를 X(X는 1이상의 자연수)초 만큼 공급하는 것으로 계산된다. 온도 차이가 거의 없는 경우에 조작량은 최대 전류보다는 낮은 구동 전류를 X 초 만큼 공급하는 것으로 계산될 수 있다. 물론, 이 경우에 직류 릴레이 소자(32)를 통한 전류 공급이 차단된 상태일 수 있다. The
단계 S44에서 조작량이 설정 값보다 같거나 큰 지가 체크된다. 여기서 설정 값은 상기 설정온도와 현재온도 간의 차이를 비율로서 나타낸 값일 수 있다. 즉, 설정 값이 10%라고 하고, 현재의 온도 260 도씨이고 설정 온도가 300 도씨라고 하면, 현재의 온도는 아직 10% 만큼의 차이를 갖지 못한다. 이 경우에 단계 S45가 수행된다. 상기 단계 S45는 메인 및 보조 구동 제어를 수행하는 단계로서, 상기 제어부(10)는 상기 제1,2 출력단(P1,P2)을 통해 상기 제1 구동제어신호 및 상기 제2 구동제어신호를 함께 생성한다. 따라서, 도 2의 트라이액(23)과 릴레이 소자(32)를 통하여 병렬로 교류 전원이 히터(40)에 제공된다. 이 경우에 상기 릴레이 소자(32)를 통해서는 전류량이 제어됨이 없이 교류전원(P1)의 풀(full) 전류량이 상기 히터(40)에 그대로 인가된다. 따라서, 상기 트라이액(23)의 전류 공급 시간이 단축되므로 트라이액(23)의 발열은 감소 또는 최소화된다. In step S44, it is checked whether the operation amount is equal to or larger than the set value. The set value may be a value representing a difference between the set temperature and the present temperature as a ratio. In other words, if the set value is 10%, the current temperature is 260 degrees Celsius and the set temperature is 300 degrees Celsius, the current temperature does not yet have a difference of 10%. In this case, step S45 is performed. The step S45 is a step of performing main and auxiliary drive control, and the
현재 온도가 상기 설정온도를 향해 꾸준히 상승하여 조작량이 상기 설정 값의 범위 이내로 들어오면, 단계 S46이 수행되어 메인 구동 제어만이 수행된다. 상기 제어부(10)는 상기 제2 출력단(P2)을 통해 상기 제2 구동제어신호를 하이레벨에서 로우레벨로 변경한다. 이에 따라, 도 2의 트랜지스터(31)는 턴오프되어 릴레이 소자(32)의 스위치(SW)는 오픈된다. 상기 메인 구동의 동작은 상기 현재온도가 상기 설정온도에 도달할 때 까지 지속된다. If the present temperature is steadily raised toward the set temperature and the operation amount falls within the range of the set value, step S46 is performed to perform only main drive control. The
단계 S46에서 모드 오프이면 상기 제어부(10)는 히팅 구동 모드를 종료한다. If the mode is off in step S46, the
비록 도 4에서는 모든 설명이 되어 있지 않지만, 상기 제어부(10)는 설정 온도를 항상 유지하기 위해 지속적으로 현재 온도를 리드하고 지속적으로 조작량을 계산한다.
Although not described in FIG. 4, the
도 5는 도 2에 따른 부품 관리 동작 제어 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a part management operation control according to FIG. 2.
단계 S51의 초기화 이후에 도 2의 제어부(10)는 단계 S52에서 발열 이력 정보를 리드한다. 여기서, 발열 이력 정보는 상기 히터의 발열 이력에 관한 정보이며 현재온도를 시간의 흐름에 따라 감지한 이력 데이터일 수 있다. After the initialization of step S51, the
단계 S53에서 상기 제어부(10)는 콘트롤 박스 내부 온도를 리드한다. 상기 트라이액(23)의 근방에 별도의 온도 센서를 설치하고 그로부터 내부 감지온도를 얻을 수 있다. In step S53, the
단계 S54에서 병렬로 히터 전원을 공급하는 병행 모드가 수행중 인지의 유무가 체크된다. 병행 모드이면 상기 제어부(10)는 단계 S55에서 내부 온도에 따라 메인 구동 제어에 대한 부하 조정을 한다. 내부 온도가 비교적 뜨거운 상태라면 상기 트라이액(23)을 통한 제어 부하를 경감시키기 위해 부하를 낮추는 것이다. 이와 같이 콘트롤 박스의 내부 온도에 따라 제어 부하의 일정 범위를 가변할 수 있게 하여 소자 보호를 최적으로 고려한다. In step S54, it is checked whether the parallel mode of supplying heater power in parallel is being performed. In the parallel mode, the
단계 S56에서 통신 모드이면 단계 S57에서 관리 데이터가 송수신된다. 송신되는 관리 데이터는 상기 발열 이력 정보와 상기 메인 구동 제어 부하 조정 데이터가 될 수 있으며, 수신되는 관리 데이터는 원격 제어부나 기타 접속된 제어부에서 주어지는 데이터일 수 있다. 상기 관리 데이터의 포맷은 크게, 헤드, 바디, 및 테일 영역들로 구성될 수 있다. 상기 바디 영역은 로케이션, 코멘드, 및 아규먼트들 로 이루어질 수 있다. If it is the communication mode in step S56, management data is transmitted and received in step S57. The management data transmitted may be the heat generation history information and the main driving control load adjustment data, and the management data received may be data given from a remote control unit or other connected control unit. The format of the management data can be largely composed of head, body, and tail regions. The body region may consist of a location, a command, and arguments.
도 6은 도 2에 따른 모드 설정별 히팅 동작 제어 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a heating operation control for each mode setting according to FIG. 2.
사용자 선택 모드에 따른 히팅 동작 제어 흐름은 PID 제어에 근거할 수 있다. PID 제어(proportional integral derivative control)는 제어 변수와 기준 입력 사이의 오차에 근거하여 계통의 출력이 기준 전압을 유지하도록 하는 피드백 제어의 일종이다. 비례(Proportional) 제어와 비례 적분(Proportional-Integral) 제어, 및 비례 미분(Proportional-Derivative) 제어를 조합한 것이 알려져 있다. . P 제어(비례)는 기준 신호와 현재 신호 사이의 오차 신호에 적당한 비례 상수 이득을 곱해서 제어 신호를 만든다. I 제어(비례 적분)는 오차 신호를 적분하여 제어 신호를 만드는 적분 제어를 비례 제어에 병렬로 연결해 사용한다. D 제어(비례 미분)는 오차 신호를 미분하여 제어 신호를 만드는 미분 제어를 비례 제어에 병렬로 연결하여 사용한다. 상기 제어는 자동화 시스템의 반응을 측정할 뿐 아니라 반응을 제어할 때도 사용되는 제어 방법이며, 온도, 압력, 유량, 회전 속도 등을 제어하기 위해 쓰인다. 상기 제어는 과도 상태의 특성 등 PI나 PD 제어의 단점들을 개선할 수 있다.The heating operation control flow according to the user selection mode may be based on PID control. PID control (proportional integral derivative control) is a type of feedback control that allows the output of the system to maintain a reference voltage based on the error between the control variable and the reference input. It is known to combine proportional control, proportional-integral control, and proportional-derivative control. . P control (proportional) produces a control signal by multiplying the error signal between the reference signal and the current signal by an appropriate proportional constant gain. I control (proportional integration) uses integral control in parallel to proportional control, which integrates the error signal to produce a control signal. D control (proportional derivative) uses differential control in parallel to proportional control to differentiate the error signal to produce a control signal. The control is a control method used not only to measure the reaction of the automation system but also to control the reaction, and is used to control temperature, pressure, flow rate, rotation speed, and the like. The control can improve the disadvantages of the PI or PD control, such as the nature of the transient state.
단계 S60에서 PID 초기화의 이후에 제어부(10)는 단계 S61에서 현재 온도를 리드하고 단계 S62에서 설정온도를 리드한다. After the PID initialization in step S60, the
단계 S63에서 표준 모드의 설정 유무가 체크된다. 도 3에서 설명된 바와 같이 표준 모드가 설정된 경우에는 메인 구동을 제어하는 단계 S64와, 설정 온도 도달을 체크하는 단계 S65와, 설정온도에 도달 시 메인 구동 정지를 수행하는 S66과, 단계 S61로 리턴을 수행하는 단계 S67이 차례로 수행된다. 즉, 표준 모드의 유무를 체크하여 표준 모드이면 메인 구동 제어만을 수행한다. 이에 따라 트라이액(23) 만의 구동에 의해 전류가 히터(40)의 히팅을 위해 공급된다.In step S63, whether the standard mode is set or not is checked. When the standard mode is set as described in FIG. 3, step S64 of controlling the main driving, step S65 of checking the arrival of the set temperature, step S66 of performing the main driving stop when the set temperature is reached, and returning to step S61 Step S67 is performed in turn. That is, by checking the existence of the standard mode and performing only the main drive control in the standard mode. Accordingly, current is supplied for heating of the
단계 S68에서 병행모드의 설정 유무가 체크된다. 여기서 상기 병행모드는 도 3의 제1,2 안전모드들과 매뉴얼 모드를 포함한다. In step S68, it is checked whether or not the parallel mode is set. In this case, the parallel mode includes the first and second safety modes of FIG. 3 and the manual mode.
따라서, 병행모드임이 체크되면 단계 S69에서 조작량이 계산되고 단계 S70에서 메인 및 보조 구동 제어가 수행된다. 결국, 릴레이 소자(32)가 추가로 구동되어 릴레이 스위치(SW)를 통해 전류가 히터(40)에 공급된다. 단계 S71에서 일정 온도에 도달하면 단계 S72에서 보조 구동이 정지된다. 결국, 현재온도가 설정온도의 근방에 도달하는 마지막 온도 상승 과정에서는 릴레이 소자(32)를 통한 보조 구동이 정지되고 상기 트라이액(23)만에 의한 전류 공급이 이루어진다. 상기 트라이액(23)은 저항(24)의 일단이 연결된 게이트 단의 제어신호에 따라 상기 히터(40)에 인가될 교류 전원(P1)의 위상을 제어할 수 있다. Therefore, if it is checked in parallel mode, the manipulated variable is calculated in step S69 and main and auxiliary drive control are performed in step S70. As a result, the
도 6의 제어 흐름을 통해서는 적용 현장 및 사용자 선택 맞춤형으로 반도체 전력 제어 소자의 보호가 수행될 수 있다. Through the control flow of FIG. 6, the protection of the semiconductor power control device may be performed at an application site and user-customized.
상기한 본 발명의 실시 예에서 히팅을 제어하는 제어 동작은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체의 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.In the above-described embodiments of the present disclosure, the control operation for controlling the heating may include a computer readable medium including program instructions for performing operations implemented by various computers. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
상기한 설명에서는 본 발명의 실시 예를 위주로 도면을 따라 예를 들어 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 또는 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이 보조 구동부의 회로 구성이나 소자들을 다양하게 변경시킬 수 있을 것이다. 또한, 통신부를 통한 통신 방식도 타의 통신방식이나 다양하게 변경 또는 변화시킬 수 있음은 물론이다.
In the above description, the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings. . For example, in other cases, the circuit configuration or elements of the auxiliary driver may be variously changed without departing from the technical spirit of the present invention. In addition, of course, the communication method through the communication unit can be changed or changed in other communication methods or various.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 제어부
20 : 메인 구동부
30 : 보조 구동부
40 : 히터Description of the Related Art [0002]
10:
20: main drive unit
30: auxiliary drive unit
40: heater
Claims (12)
인가되는 제1 구동제어신호에 응답하여 상기 히터에 인가될 교류 전원의 위상을 제어하는 제1 구동부;
상기 제1 구동부와는 병렬로 상기 히터에 연결되며, 인가되는 제2 구동제어신호에 응답하여 상기 교류 전원을 상기 히터에 직접적으로 스위칭하는 제2 구동부; 및
상기 금형의 설정온도가 상기 금형의 측정된 현재 온도보다 일정 범위 이상일 경우에 상기 제1 구동제어신호 및 상기 제2 구동제어신호를 함께 생성하는 제어부를 구비함을 특징으로 하는 히터 제어장치.
In a heater control device having a heater to control a mold of an injection molding machine to a set temperature:
A first driving unit controlling a phase of an AC power to be applied to the heater in response to the first driving control signal applied;
A second driver connected to the heater in parallel with the first driver and directly switching the AC power to the heater in response to an applied second drive control signal; And
And a controller for generating the first driving control signal and the second driving control signal together when the set temperature of the mold is a predetermined range or more than the measured current temperature of the mold.
The heater control apparatus of claim 1, wherein the first driving unit is a semiconductor power control device.
The heater control apparatus according to claim 2, wherein the semiconductor power control element comprises a triac or thyristor.
The heater control apparatus of claim 1, wherein the first driving control signal is generated in a pulse form.
The heater control apparatus according to claim 2, wherein the second driving unit is a DC relay element.
The heater control apparatus according to claim 2, wherein the controller stores heat generation history management data of the semiconductor power control device.
The heater control apparatus of claim 6, wherein the heater control apparatus further includes a communication unit to transmit the heat generation history management data to the outside.
The heater control apparatus of claim 6, wherein the heater control unit further includes an operation setting unit to protect the first driving unit in various modes according to a user's mode selection.
6. The heater control apparatus of claim 5, wherein the heater controller performs a heating operation amount calculation based on a difference between the current temperature and the set temperature in a driving mode of the heater by default and drives the DC relay element according to the calculated heating operation amount. Heater control device.
인가되는 제1 구동제어신호에 응답하여 상기 히터에 인가될 교류 전원의 위상을 제어하는 제1 구동부;
상기 제1 구동부와는 병렬로 상기 히터에 연결되며, 인가되는 제2 구동제어신호에 응답하여 상기 교류 전원을 상기 히터에 직접적으로 스위칭하는 제2 구동부; 및
상기 핫 런너의 설정온도가 상기 핫 런너의 측정된 현재 온도보다 일정 범위 이상일 경우에 상기 제1 구동제어신호 및 상기 제2 구동제어신호를 함께 생성하는 제어부를 구비함을 특징으로 하는 히터 제어장치.
A heater control apparatus comprising a heater for controlling a hot runner in a mold of an injection molding machine to a set temperature:
A first driving unit controlling a phase of an AC power to be applied to the heater in response to the first driving control signal applied;
A second driver connected to the heater in parallel with the first driver and directly switching the AC power to the heater in response to an applied second drive control signal; And
And a controller for generating the first driving control signal and the second driving control signal together when the set temperature of the hot runner is a predetermined range or more than the measured current temperature of the hot runner.
The heater control apparatus of claim 10, wherein the controller varies the predetermined range according to an internal temperature of a control box in which the heater control apparatus is located.
The heater control apparatus of claim 10, wherein the controller transmits heat management data of the first driver to the outside in a communication mode.
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KR1020110066722A KR101275393B1 (en) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Heater control device for use in injection molding apparatus |
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---|---|---|---|---|
KR100463263B1 (en) * | 2001-10-09 | 2004-12-23 | 경희대학교 산학협력단 | Extract of Acanthopanax senticosus having longitudinal bone growth promotive effects and pharmaceutical composition containing the same |
KR102264066B1 (en) | 2021-03-17 | 2021-06-14 | 신봉근 | System of smart controller for Injection molding machine by image analysis with AI and operating method thereof |
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KR20050099331A (en) * | 2004-04-09 | 2005-10-13 | 삼성전자주식회사 | Arc preventable heter jecket |
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2011
- 2011-07-06 KR KR1020110066722A patent/KR101275393B1/en active IP Right Grant
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KR100838859B1 (en) | Power regulation method for heater |
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