KR101376934B1

KR101376934B1 - 사출성형기의 냉각수제어시스템

Info

Publication number: KR101376934B1
Application number: KR1020130050703A
Authority: KR
Inventors: 박재우
Original assignee: 박재우
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2014-03-25
Also published as: WO2014182021A1

Abstract

본 발명은 냉수와 온수로 혼합 구성되는 냉각유체를 사용하여 금형의 온도를 제어하는 냉각수제어시스템에 관한 것으로서, 냉수탱크(111)와 냉각기(112)를 포함하는 냉수공급모듈(110)과, 온수탱크(121)와 온수기(122)를 포함하는 온수공급모듈(120)과, 냉수와 온수의 배합비를 냉각유로(CL) 별로 조절하기 위한 공급밸브수단(130)으로 이루어지는 냉각수공급부(100);와, 냉각유로의 출수구(OUT) 측에 구비되는 출수구온도센서 또는 금형에 부착된 금형온도센서를 통해 온도정보를 감지하는 냉각수온도감지부(200);와, 온도정보를 설정된 냉온수결정온도와 비교하여 냉각수공급부로 냉수와 온수를 구분 환수시키기 위한 환수밸브수단(300);과, 온도정보와 공급밸브수단(130)의 개폐도를 표시하게 되는 표시부(400);와, 냉온수결정온도와 냉각유로 별로 금형의 온도를 제어하기 위한 상ㆍ하한금형온도를 설정하고 전원공급 및 작동에 대한 명령을 입력하는 조작부(500);와, 냉각수공급부, 냉각수온도감지부, 환수밸브수단, 표시부를 제어하되 온도정보를 상ㆍ하한금형온도와 비교하여 공급밸브수단의 개폐도를 조절하는 메인콘트롤러(600);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

사출성형기의 냉각수제어시스템{The cooling system of injection molding}

본 발명은 사출성형기의 냉각 과정에 이용되는 냉각수(냉각유체)의 구성을 냉온수로 혼합 구성하여 금형에 구비되는 냉각유로(냉각회로) 별로 온도 제어가 독립적으로 이루어질 수 있는 냉각수제어시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 상기 냉각수의 구성을 단일 냉수 또는 냉온수로 선택할 수 있도록 구성되어 사출작업현장의 여건에 구애받지 않고 냉각과정을 수행할 수 있게 됨과 아울러, 금형에서 냉각을 수행한 후 유출되는 냉각수의 사용후 온도를 측정하게 됨에 따라 실제 금형의 캐비티 측의 온도를 측정할 수 있어 금형의 온도를 정밀하게 제어할 수 있을 뿐 아니라, 사출성형기의 내장콘트롤러(메인콘트롤러, 모니터, 조작판넬) 또는 핫러너(Hot runner)용 콘트롤러의 내부 회로 구성을 일부 변경하여 본 발명의 각 구성을 제어하게 되는 메인콘트롤러의 기능을 대체할 수 있도록 구성되어 사출작업 현장의 설비 호환성과 유지보수 편의성 및 금형온도제어의 정밀성을 제고할 수 있는 사출성형기의 냉각수제어시스템에 관한 것이다.

사출성형은 플라스틱 제품의 대량생산에 널리 활용되는 생산공정으로 고분자 소재를 고온에서 가소화시켜 금형 내부에 고속ㆍ고압으로 분사하여 캐비티(cavity) 내부를 채워 제품을 성형하는 공정이다. 이에 따라 사출성형 제품의 품질 향상을 위해서는 게이트(gate), 냉각회로 등의 금형설계 변수와 사출압력 및 속도, 사출온도 및 금형온도, 보압압력 및 속도, 공정별 시간 등의 성형공정 변수들에 대한 고찰이 필요하다. 상기 공정변수 중 금형온도는 사출성형 시 고분자 유지의 유동특성 및 충전완료 후 금형 내부의 열전달 특성에 영향을 미치는 중요한 변수로서 제품의 유동성, 기계적 특성 등에 영향을 미치게 된다. 이와 같은 금형온도는 성형 시에는 고분자 수지의 유동성 향상을 위하여 비교적 높은 온도로 유지시켜 주어야 하는 반면, 성형 종료 후에는 금형 냉각을 통한 냉각 시간을 단축하기 위해서 상기 상승된 온도를 낮춰 주어야 하는 이중적인 특성을 지니고 있다. 상기 이유로 인해 일반적으로 고분자 수지별로 수지의 성형성과 금형의 냉각특성을 종합적으로 고려한 적정 금형온도가 제시되게 된다. 이처럼 금형온도를 효과적으로 제어하기 위한 다수의 기술 개발이 산업계에서 활발히 진행되고 있는 실정이다.

가령, 한국등록특허공보 제10-0741661호에서는 전원을 인가하면 열원 및 냉각수, 에어가 공급대기 상태에 있는 1단계와, 제어부의 설정에 의해 금형의 온도를 검출하여 현재의 온도를 표시하고 설정하고자 하는 온도로 금형의 온도를 설정하는

2단계와, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 열원공급관에 마련된 비례제어밸브가 개방되는 3단계와, 열원이 금형에 공급되기 시작하여 금형의 온도가 상승하는 4단계와, 열원 공급에 의해 금형의 온도가 설정된 온도에 근접하게 되면 상기 비례제어밸브의 폐쇄에 의해 금형의 온도를 가온상태로 유지하는 5단계와, 상기 냉각수공급관의 개폐밸브를 개방시켜 냉각수를 금형에 공급하여 냉각시키거나 또는 상기 에어공급관의 개폐밸브를 개방시켜 에어 공급에 의해 금형을 냉각시키는 것 중 선택된 어느 하나를 수행하는 6단계와, 상기 1 내지 6단계를 수행한 후 제어부를 조작하여 운전을 정지시킴으로써 열원공급관 및 냉각수공급관의 비례제어밸브 및 개폐밸브가 폐쇄되는 7단계와, 상기 에어공급관의 개폐밸브를 개방하여 금형 내의 유로에 에어를 분사함으로써 소제작업을 수행하는 8단계와, 운전대기 및 정지상태에 있게 되는 9단계를 포함하여 이루어지는 금형의 온도제어방법을 개시하고 있다.

상기 특허는 금형의 온도를 제어하기 위해 냉각수공급관을 통해 냉각수단을 구성하여 금형의 온도를 제어하는 구성이나, 금형의 온도를 감지하기 위해 금형 자체에 온도센서가 부착되는 경우에만 금형의 온도 수치를 검출하여 온도를 제어할 수 있도록 구성됨에 따라 금형 전체 설비의 투자 비용이 증대되는 문제점을 내포하고 있고, 냉수공급관의 유로 형성 개소가 단일 개소로 구성되어 금형의 각 캐비티 위치마다 상이한 설정온도범위로 냉각 제어를 수행할 수 없게 되어 정밀한 금형온도의 제어가 이루어질 수 없게 되는 한계성을 드러내고 있다.

이에 본 발명은 상기에 언급된 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 금형 자체의 온도센서와 무관하게 금형의 각 캐비티 측의 온도를 실시간으로 파악하여 정밀한 온도 측정을 통해 냉각수(냉각유체)의 온도를 조절하여 금형의 온도를 적정 수준으로 관리할 수 있는 사출성형기의 냉각수제어시스템을 제공하는 것이 해결하고자 하는 과제이다.

한편, 냉각수의 구성(냉수 또는 냉온수)에 구애받지 않고 냉각과정을 수행할 수 있는 사출성형기의 냉각수제어시스템을 제공하는 것이 부가적으로 해결하고자 하는 과제이다.

이에 본 발명은 상기에 언급된 과제를 해결하기 위해 하기의 해결 수단을 제공하고자 한다.

본 발명은 상판금형(1)과 하판금형(2)으로 구분되는 금형을 관통하게 되는 다수의 냉각유로(CL)에 냉수와 온수가 상이한 비율로 배합되는 냉각수를 공급하여 금형의 온도를 제어하는 냉각수제어시스템으로 이루어지되, 냉수탱크(111)와 냉각기(112)를 포함하는 냉수공급모듈(110)과, 온수탱크(121)와 온수기(122)를 포함하는 온수공급모듈(120)과, 냉수와 온수의 배합비를 냉각유로(CL) 별로 조절하기 위한 공급밸브수단(130)으로 이루어지는 냉각수공급부(100);와, 냉각유로의 출수구(OUT) 측에 구비되는 출수구온도센서 또는 금형에 부착된 금형온도센서를 통해 온도정보를 감지하는 냉각수온도감지부(200);와, 온도정보를 설정된 냉온수결정온도와 비교하여 냉각수공급부로 냉수와 온수를 구분 환수시키기 위한 환수밸브수단(300);과, 온도정보와 공급밸브수단(130)의 개폐도를 표시하게 되는 표시부(400);와, 냉온수결정온도와 냉각유로 별로 금형의 온도를 제어하기 위한 상ㆍ하한금형온도를 설정하고 전원공급 및 작동에 대한 명령을 입력하는 조작부(500);와, 냉각수공급부, 냉각수온도감지부, 환수밸브수단, 표시부를 제어하되 온도정보를 상ㆍ하한금형온도와 비교하여 공급밸브수단의 개폐도를 조절하는 메인콘트롤러(600);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 메인콘트롤러(600)는 냉온수모드와 단일냉수모드로 구분되는 냉각수제어모드에 의해 냉각수공급부(100)의 유로를 셋팅하게 되는 냉각유체결정단계(S100);와, 상기 출수구온도센서 또는 금형온도센서의 온도정보를 수신하게 되는 냉각수온도측정단계(S200);와, 수신된 온도정보와 상ㆍ하한금형온도의 차이 값인 온도조절편차를 산출하게 되는 냉각수온도결정단계(S300);와, 온도조절편차에 따라 각 냉각유로(CL) 별로 냉온수의 배합비를 결정하게 되는 냉온수배합비율결정단계(S400);와, 배합비에 따라 공급밸브수단(130)의 개폐도를 조절하여 냉수와 온수의 양을 냉각유로 별로 증감시키게 되는 냉온수밸브개폐조절단계(S500);와, 증감된 냉온수를 각 냉각유로에 공급하여 냉각과정을 진행하는 냉각단계(S600);와, 냉각수온도감지부(200)를 통해 재차 수신된 온도정보와 냉온수결정온도의 비교를 통해 환수밸브수단(300)의 개폐도를 조절하여 냉수탱크(111) 또는 온수탱크(121)로 냉각수를 회수하는 냉각수환수단계(S700);를 순차 수행하되, 상기 냉각유체결정단계(S100) 및 냉각수온도측정단계(S200)는 초기 1회만 수행하고 냉각수온도결정단계 내지 냉각수환수단계(S300 내지 S700)를 사출성형 완료시까지 반복하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상ㆍ하한금형온도와 공급ㆍ환수밸브수단(130, 300)의 개폐도를 공정시간대별로 저장하는 데이터저장단계(S800);를 최후 반복되는 냉각수환수단계(S700) 이후에 더 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각수온도결정단계(S300)는 온도정보가 상ㆍ하한금형온도의 범위에 부합되는 경우에 공급밸브수단(130)과 환수밸브수단(300)을 차단하여 사용자에 의해 설정된 시간 동안 냉각수의 흐름을 중단하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각수온도결정단계(S300)는 온도정보가 하한금형온도보다 낮은 경우에 공급밸브수단(130)과 환수밸브수단(300)을 차단하여 사용자에 의해 설정되거나 온도조절편차에 비례하여 산출되는 시간 동안 냉각수의 흐름을 중단하되, 상기 시간의 경과 후 냉각수온도감지부(200)를 통해 재수신된 온도정보를 상기 하한금형온도와 비교하는 과정이 반복 실시되는 것에 특징이 있다.

상기 메인콘트롤러(600)는 내부 전자회로 구성이 변경된 사출성형기의 내장형 콘트롤러 또는 핫러너(Hot runner) 용 콘트롤러에 의해 대체될 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 온수공급모듈(120)은 금형을 사출하는 사출성형기에 연계 구비된 오일쿨러의 출수 측에서 유출되는 45 내지 65℃의 냉각수에 의해 대체될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 냉각수(냉각유체)의 구성을 냉수로만 구성하지 않고 냉수와 온수를 병행사용함으로써 냉각수의 온도 변화율을 증가시키고, 냉수와 온수 공급측에 각각 구비되는 밸브수단으로 냉온수 유량을 정밀하게 제어함으로써 사출공정에 수반되는 냉각 과정을 효율적으로 진행할 수 있는 효과가 있다.

한편, 상기 냉각수의 구성 조합(단일 냉수, 냉온수)에 관계없이 냉각 과정이 순조롭게 이루어지게 하고, 별도의 온수기 외에 사출성형기의 자체 오일쿨러에서 유출되는 냉각수(사용수)를 사용함과 아울러, 금형의 온도감지수단을 금형의 온도센서와 본 발명을 구성하는 온도센서 중에 선택 이용할 수 있도록 할 뿐 아니라, 본 발명의 메인콘트롤러의 기능을 사출성형기의 내장콘트롤러 또는 핫러너용 콘트롤러로 대체할 수 있도록 구성됨에 따라 설비의 관리 비용을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 사출성형의 완료 후에 양품으로 판정된 사출제품에 적용된 상ㆍ하한금형온도와 공급ㆍ환수밸브수단의 개폐도 정보를 저장할 수 있도록 구성되어 추후 동일 사출제품에 대한 냉각수제어과정을 자동으로 재현할 수 있게 되어 작업공정관리의 자동화가 가능하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 사출성형기의 냉각수제어시스템의 구성을 나타낸 블록도.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 사출성형기의 냉각수제어시스템에 따른 냉각수 제어과정을 나타낸 순서도.

본 발명의 기술에 앞서, 본 실시 예는 본 발명의 구성 요소와 각 요소의 기능에 대한 이해를 돕기 위해 제공된 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명은 본 원에 기재된 청구범위에 의해서만 한정되는 것임을 명확히 한다.

본 발명은 사출성형기의 금형 온도를 제어하기 위해 금형에 구비되는 냉각회로(냉각유로)의 냉각온도를 금형의 형상 및 재질 특성에 따라 상이하게 조절하여 냉각기능의 정밀성과 신속성을 제고하기 위한 냉각수제어시스템에 관한 것으로서, 냉각수(냉각유체)의 구성을 냉수로만 구성하지 않고 냉수와 온수를 병행사용함으로써 냉각수의 온도 변화율을 증가시키고, 냉수와 온수의 유량을 밸브(솔레노이드 밸브, 비례제어 밸즈 등)수단으로 정밀하게 제어함으로써 사출공정에 수반되는 냉각 과정을 효율적으로 진행할 수 있도록 하는 것을 주안점으로 한다.

한편, 상기 냉각수의 공급원을 냉수만 있는 경우와 냉온수가 혼재하는 경우에 관계없이 냉각 과정이 순조롭게 이루어질 수 있도록 하고, 온수를 사용함에 있어 본 발명의 시스템을 구성하는 온수기를 사용하거나 사출성형기 자체 내에 구비된 오일쿨러에서 출수되는 유체(사용된 사출성형기 오일쿨러의 냉각수)를 사용함으로써 설비의 관리 비용을 줄일 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 금형의 온도를 감지하기 위한 수단으로서 본 발명에 구비되는 온도센싱수단을 통해 온도를 감지할 수도 있고, 기 설계된 금형 자체에 부착된 금형온도센서를 통해 온도를 인지할 수 있도록 구성되어 설비의 운용 선택폭을 넓힐 수 있도록 구성되게 된다.

이와 더불어, 사출성형기 자체에 내장된 콘트롤러 또는 사출성형 시 이용되는 핫러너(Hot runner) 용 콘트롤러의 내부 전자회로 구성을 수정함으로써 본 발명의 냉각수제어시스템을 전체적으로 제어하는 메인콘트롤러의 기능을 발휘하게 할 수도 있도록 구성된다.
참고로, 본 발명에서 제시하는 내장콘트롤러라 함은 메인콘트롤러, 모니터, 조작판넬 등을 모두 포함하는 개념으로, 단순히 통상의 콘트롤 박스와 같은 개념의 것으로만 한정되어서는 안 될 것이다.

이제 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 바탕으로 기술하고자 한다.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 나타낸 블록도로서, 상판금형(1)과 하판금형(2)으로 구분되는 금형을 관통하게 되는 다수의 냉각유로(CL)에 냉수와 온수가 상이한 비율로 배합되는 냉각수를 공급하여 금형의 온도를 제어할 수 있도록 이루어지되, 냉수탱크(111)와 냉각기(112)를 포함하는 냉수공급모듈(110)과, 온수탱크(121)와 온수기(122)를 포함하는 온수공급모듈(120)과, 냉수와 온수의 배합비를 냉각유로(CL) 별로 조절하기 위한 공급밸브수단(130)으로 이루어지는 냉각수공급부(100);와, 냉각유로의 출수구(OUT) 측에 구비되는 출수구온도센서 또는 금형에 부착된 금형온도센서를 통해 온도정보를 감지하는 냉각수온도감지부(200);와, 온도정보를 설정된 냉온수결정온도와 비교하여 냉각수공급부로 냉수와 온수를 구분 환수시키기 위한 환수밸브수단(300);과, 온도정보와 공급밸브수단(130)의 개폐도를 표시하게 되는 표시부(400);와, 냉온수결정온도와 냉각유로 별로 금형의 온도를 제어하기 위한 상ㆍ하한금형온도를 설정하고 전원공급 및 작동에 대한 명령을 입력하는 조작부(500);와, 냉각수공급부, 냉각수온도감지부, 환수밸브수단, 표시부를 제어하되 온도정보를 상ㆍ하한금형온도와 비교하여 공급밸브수단의 개폐도를 조절하는 메인콘트롤러(600);로 본 발명이 구성됨을 보여 준다.

상기 기술된 본 발명의 각 구성 요소에 대해 세부적으로 기술하면 다음과 같다.

상기 냉각수공급부(100)는 냉수와 온수로 구분되는 냉각유체를 금형에 형성되는 냉각유로(냉각회로)에 공급하되, 냉수와 온수의 배합비를 조절하기 위한 부가수단을 가지는 구성이다. 보다 구체적으로 상기 냉수공급모듈(110)은 냉수가 저장되는 공간인 냉수탱크(111)와, 냉수탱크(111)의 냉수를 급속 냉각하기 위한 냉각기(112)로 구성된다. 한편, 온수공급모듈(120)은 온수가 저장되는 온수탱크(121)와, 온수탱크(121)의 온수를 급속 가열하기 위한 온수기(122)로 구성된다. 한편, 상기 냉수탱크(111)와 온수탱크(121)에는 각각 냉수탱크밸브(113)와 온수탱크밸브(123)가 구비된다.

그리고 상기 냉수공급모듈(110)과 온수공급모듈(120)로부터 공급되는 냉수와 온수의 배합비율을 조절하기 위해 각 냉각유로(CL) 별로 연결되는 공급밸브수단(130)이 구비된다. 상기 공급밸브수단(130)은 냉수공급밸브(130a)와 온수공급밸브(130b)가 냉각유로(CL) 별로 구성되도록 이루어지고, 냉수와 온수를 각각 분리 수용하기 위한 공급매니폴더(131)를 포함하게 된다. 상기 공급매니폴더(131)는 1차적으로 냉수와 온수를 구분 저장하여 상기 공급밸브수단(130)의 개폐동작 조절을 통해 적절한 양의 냉수 또는 온수가 냉각유로(CL)의 입수구(IN)를 통해 금형에 공급될 수 있도록 내부가 이중의 격벽 구조로 구성된다.

한편, 상기 온수공급모듈(120)은 온수기(122) 대신 사출성형기에 연계 구비된 오일쿨러의 출수구 측에서 유출되는 45 내지 65℃의 고온상태인 냉각수를 사용하여 온수를 공급할 수 있도록 구성될 수도 있다.

상기 냉각수온도감지부(200)는 금형의 현재 온도를 검출하기 위한 측정수단으로서, 금형의 상판금형(1)과 하판금형(2)에 형성된 냉각유로(CL)의 출수구(OUT)측 후단에 배치되는 출수구온도센서를 포함하게 된다. 상기 출수구온도센서는 다수 개씩 형성되는 냉각유로(CL)의 수량과 동일하게 구성된다. 한편, 본 출수구온도센서를 이용치 않고, 통상의 금형에 부착되는 금형온도센서의 온도정보를 획득하여 메인콘트롤러(600)에 전송함으로써 온도정보를 이용할 수도 있다.

상기 환수밸브수단(300)은 냉각유로(CL)를 통해 냉각과정을 수행하고 다시 상기 냉수탱크(111)와 온수탱크(121)로 환수시키기 위한 구성 요소로서 냉수환수밸브(300a)와 온수환수밸브(300b)가 냉각유로(CL) 별로 구성되도록 이루어지고, 상기 공급밸브수단(130)과 마찬가지로 환수밸브수단(300)의 개폐동작에 의해 유입되는 냉수와 온수를 구분하기 위한 이중의 격벽으로 구성된 환수매니폴더(310)로 구성된다.

상기 표시부(400)는 냉각유로(CL) 별로 구분되는 냉각수의 온도정보와 상기 공급밸브수단(130)의 개폐도 등의 정보를 표시할 수 있도록 디스플레이 장치 등으로 구성된다.

상기 조작부(500)는 상기 냉온수결정온도와 냉각유로 별로 금형의 온도를 제어하기 위한 기준을 제시하는 상ㆍ하한금형온도를 설정하고 전원공급 및 작동에 대한 명령을 입력하기 위한 수단으로서 키보드, 마우스 등으로 구성될 수 있다.

상기 메인콘트롤러(600)는 상기의 모든 구성 요소를 제어하되, 메인콘트롤러(600)의 구성 방법은 다양하게 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로 본 메인콘트롤러(600)는 사출성형기에 내장된 콘트롤러 또는 핫러너(Hot runner) 용 콘트롤러에 구비되는 마이크로프로세서의 펌웨어를 업데이트하여 사용될 수 있도록 구성될 수도 있다. 이를 테면, 상기 사출성형기에 내장된 콘트롤러를 사용하는 경우에는 콘트롤러 내부에 온도측정수단과 시간측정수단이 기본적으로 구비되므로 콘트롤러 내의 내부 전자회로에 대한 수정을 가함으로써 본 메인콘트롤러(600)와 동일한 기능을 수행할 수 있게 되며, 핫러너용 콘트롤러를 사용하는 경우에 있어서는 콘트롤러에 별도의 시간측정수단을 결합한 후, 내부 전자회로에 대한 설계변경을 통해 메인콘트롤러(600)의 기능을 충족할 수 있다 할 것이다.
또한, 본 발명에서의 메인콘트롤러(600)는 냉각 유로별로 설치된 타이머와 센서를 통해 사용자에 의해 설정된 시간 동안 냉수 또는 온수가 공급, 차단되는 것을 반복 실시함으로써 금형 온도에 변화를 주도록 구성하는 것을 포함할 수 있다.

상기와 같이 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 기술이 이루어졌으며, 이제 상기 구성 요소를 통해 구현되는 냉각 과정을 살펴보고자 한다.

본 발명에 따른 냉각수제어시스템에 의한 냉각제어과정은 냉온수모드와 단일냉수모드로 구분되는 냉각수제어모드에 의해 냉각수공급부(100)의 유로를 셋팅하게 되는 냉각유체결정단계(S100);와, 상기 출수구온도센서 또는 금형온도센서의 온도정보를 수신하게 되는 냉각수온도측정단계(S200);와, 수신된 온도정보와 상ㆍ하한금형온도의 차이 값인 온도조절편차를 산출하게 되는 냉각수온도결정단계(S300);와, 온도조절편차에 따라 각 냉각유로(CL) 별로 냉온수의 배합비를 결정하게 되는 냉온수배합비율결정단계(S400);와, 배합비에 따라 공급밸브수단(130)의 개폐도를 조절하여 냉수와 온수의 양을 냉각유로 별로 증감시키게 되는 냉온수밸브개폐조절단계(S500);와, 증감된 냉온수를 각 냉각유로에 공급하여 냉각과정을 진행하는 냉각단계(S600);와, 냉각수온도감지부(200)를 통해 재차 수신된 온도정보와 냉온수결정온도의 비교를 통해 환수밸브수단(300)의 개폐도를 조절하여 냉수탱크(111) 또는 온수탱크(121)로 냉각수를 회수하는 냉각수환수단계(S700);를 순차 수행하되, 상기 냉각유체결정단계(S100) 및 냉각수온도측정단계(S200)는 초기 1회만 수행하고 냉각수온도결정단계 내지 냉각수환수단계(S300 내지 S700)를 사출성형 완료시까지 반복하도록 구성된다.

한편, 상기 상ㆍ하한금형온도와 공급ㆍ환수밸브수단(130, 300)의 개폐도를 공정시간대별로 저장하는 데이터저장단계(S800);를 최후 반복되는 냉각수환수단계(S700) 이후에 더 수행하도록 구성될 수도 있다.

상기 각 단계에 대해 상세히 기술하면 다음과 같다.

상기 냉각유체결정단계(S100)는 냉각유체(냉각수)인 냉수와 온수의 구성을 결정하기 위한 준비단계로서, 냉온수를 모두 사용하는 냉온수모드와 냉수만을 사용하게 되는 단일냉수모드로 구분하여 사출작업장의 현장 여건에 관계없이 냉각과정이 순조롭게 이루어질 수 있도록 하게 된다. 한편, 냉수를 사용함에 있어서, 냉수탱크(111)에서 바로 공급되는 일반 냉수를 사용하거나 별도의 냉각기(112)를 통해 급속 냉각된 냉수를 사용할 수 있도록 하여 냉수 공급원의 선택폭을 다변화할 수 있고, 온수를 이용함에 있어서도 온수기(122)를 통해 공급되는 온수를 사용하거나 사출성형기 자체에 구비된 오일쿨러의 출수 측에서 유출되는 고온상태의 냉각수를 사용할 수 있도록 하여 온수 공급원의 선택폭을 넓힐 수 있도록 구성된다.

상기 냉각수온도측정단계(S200)는 금형의 각 내부 캐비티 영역마다 상이한 온도설정이 필요함을 반영하여 각 냉각유로(CL)의 출수구(OUT) 후단 측의 온도를 직접 측정하거나 금형에 부착되는 금형온도센서의 측정온도를 수신하여 온도 측정 작업이 수행될 수 있도록 구성된다.

상기 냉각수온도결정단계(S300)는 메인콘트롤러(600)에 의해 획득된 온도정보를 냉각유로(CL) 별로 설정된 상ㆍ하한금형온도와 비교하여 온도조절편차를 산출함으로써 해당 냉각유로(CL)의 냉각상태를 파악하기 위한 구성 단계이다. 참고로 온도조절편차는 상ㆍ하한금형온도에서 온도정보를 뺀 값에 해당한다.

상기 냉온수배합비율결정단계(S400)는 메인콘트롤러(600)에 의해 상기 온도조절편차에 따라 각 냉각유로(CL) 별로 냉온수의 배합비를 설정하는 구성 단계로서, 온도조절편차에 근거하여 냉수와 온수의 유량을 백분율(%)로 산출하여 생성된 신호를 냉각수공급부(100)의 공급밸브수단(130)에 전달하여 냉온수 유량의 조절이 이루어질 수 있도록 구성된다.

상기 냉온수밸브개폐조절단계(S500)는 실제적으로 냉온수 유량을 제어하는 구성 단계로서, 공급밸브수단(130)의 냉수공급밸브(130a)와 온수공급밸브(130b)를 통해 각 밸브의 개폐도를 조절하여 냉각유로(CL)의 입수구(IN) 측에 유입되는 냉온수를 제어하게 된다.

상기 냉각단계(S600)는 공급밸브수단(130)에 의해 공급되는 냉온수가 냉각유로(CL)를 통해 상판금형(1)과 하판금형(2)에 공급되어 냉각을 진행하는 구성 단계이다.

상기 냉각수환수단계(S700)는 냉각과정에 사용된 냉각수의 사용후 온도인 온도정보를 냉각수온도감지부(200)를 통해 측정하여 냉수탱크(111) 또는 온수탱크(121)로 냉각수를 재유입시키기 위해 수반되는 냉온수결정온도와 비교하여 온도정보가 냉온수결정온도보다 높은 경우에는 온수탱크(121)로 냉각수를 환수시키고, 낮은 경우에는 냉수탱크(111)로 냉각수를 환수시키도록 구성된다. 또한, 본 냉각수환수단계(S700)는 상기 단계(S300 내지 S600)와 본 단계(S700)를 반복 구성하기 위해 사출공정과정의 완료 여부와 현재 냉각수제어모드가 냉온수모드 또는 단일냉수모드 인지의 여부를 확인하는 부가 프로세스를 포함하게 된다.

상기 데이터저장단계(S800)는 사출성형의 냉각수제어과정을 좀 더 효율적으로 구성하기 위한 수단으로서, 상기 단계(S100 내지 S700)에 의해 사출성형이 완료된 후에는 상기 메인콘트롤러(600)에 의해 사출공정의 시간대별로 기록된 냉각수온도조절데이터를 저장 및 관리하고, 차후에 동일 사출금형에 대한 사출과정에서 상기 냉각수온도조절데이터가 표시부(400)를 통해 디스플레이되어 사용자가 사출공정의 냉각제어에 대한 전반적인 정보를 한눈에 파악할 수 있도록 하고, 메인콘트롤러(600)가 상기 냉각수온도조절데이터에 근거하여 냉각수공급부(100), 냉각수온도감지부(200), 환수밸브수단(300), 표시부(400)를 제어함으로써 냉각수 흐름을 자동 제어할 수 있도록 구성될 수 있게 된다.

그리고 상기 냉각수온도조절데이터는 상ㆍ하한금형온도와 공급밸브수단(130)과 환수밸브수단(300)의 개폐도 정보를 포함하게 되나 모든 사출성형의 냉각수제어 시에 사용되었던 모든 데이터를 의미하는 것이 아니라, 품질 테스트에 의해 양품으로 판정된 사출제품의 냉각수제어과정에 사용되었던 데이터를 의미하는 것이다. 이와 같이 선택 저장된 냉각수온도조절데이터는 상ㆍ하한금형온도를 메인 데이터로 하여, 이와 연계된 공급밸브수단(130)과 환수밸브수단(300)의 개폐도 정보를 포함하게 된다. 한편, 동일 금형모델(사출제품)에 대한 사출작업 수행 시에 사용자가 상기 냉각유체결정단계(S100) 이전에 조작부(500)를 통해 해당 금형모델에 속한 냉각수온도조절데이터를 검색하여 메인콘트롤모듈(600)에 해당 냉각수온도조절데이터를 셋팅한 후, 냉각수제어과정을 냉각수온도조절데이터의 상ㆍ하한금형온도와 공급밸브수단(130)과 환수밸브수단(300)의 개폐도 정보에 따라 자동 제어할 수 있게 된다. 이처럼 본 데이터저장단계(S800)는 동일 사출제품에 대한 사출성형의 냉각수제어과정을 자동적으로 재현할 수 있도록 하여 사출공정의 금형온도제어과정에 수반되는 작업입력의 상ㆍ하한금형온도 수동 셋팅 및 이에 따른 사출성형설비(각종 밸브 포함)의 수동 조작에 따른 공정상의 번거로움을 차단할 수 있게 되어 사출성형의 작업생산성을 현저히 증가시키는 효과를 지니고 있다.

한편, 상기 냉각수온도결정단계(S200)에서 온도정보가 상ㆍ하한금형온도를 만족하는 경우에 다음 단계를 수행하지 않고 공급밸브수단(130)과 환수밸브수단(300)을 차단하여 사용자에 의해 설정된 시간 동안 냉각수의 흐름을 중단하도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 냉각수온도결정단계(S200)에서 온도정보가 하한금형온도보다 낮은 경우에 다음 단계를 수행하지 않고 공급밸브수단(130)과 환수밸브수단(300)을 차단한 후, 사용자에 의해 설정되거나 상기 온도정보와 하한금형온도의 차이에 해당하는 온도조절편차에 비례하여 산출되는 시간 동안 냉각수의 흐름을 중단하되, 상기 시간의 경과 후 다시 온도정보를 하한금형온도와 비교하는 과정을 반복하도록 구성될 수도 있다.

이제, 상기 냉각수 제어과정을 첨부된 도 2 내지 도 8에 근거하여 처리 흐름에 따라 상세히 기술하고자 한다.

1. 냉각유체결정단계(S100)

본 단계에서는 도 2에 도시된 바와 같이 사용자가 조작부(500)에 접근하여 냉각수제어모드를 입력하게 된다(S110). 이때, 상기 냉각수제어모드는 전술된 바와 같이 단일냉수모드 또는 냉온수모드 중에 어느 하나를 선택하도록 셋팅된다. 상기 단계(S110)에 의해 입력된 냉각수제어모드에 따라 실제 냉수와 온수의 공급원에 대한 기본 설정을 하게 되는데, 보다 구체적인 냉각수(냉각유체)셋팅 프로세스 구성은 도 3과 도 4에 도시된 바와 같다. 우선, 도 3에서 냉각기(냉매수단)가 존재하는 지의 여부를 확인하게 된다(S120). 상기 단계(S120)에 의해 냉각기(112)가 존재하는 것으로 확인되면 냉각기(112) 측에서 냉수탱크(111)와 연결되는 라인을 개방하게 된다(S121). 한편, 상기 단계(S120)에서 냉각기(112)가 존재하지 않는 것으로 확인되면 별도의 급속냉매장치를 통하지 않고 일반 냉수를 사용하게 된다(S122). 상기 단계(S121, S122)에 의해 일반 냉수 또는 급속냉각된 냉수의 사용에 대한 결정이 이루어진 상태에서, 냉수탱크밸브(113)를 개방하여 냉수가 사용될 수 있도록 준비하게 된다(S123). 상기 단계(S123)에 의해 냉수 공급원에 대한 셋팅이 완료된 후에, 현재 냉각수제어모드가 냉온수모드 인지를 확인하게 된다(S124). 상기 단계(S124)에서 냉각수제어모드가 냉온수모드가 아닌 것으로 확인되면 현재 냉각수제어모드가 단일냉수모드임을 의미하므로 하기에 기술된 온수 공급원에 대한 셋팅은 생략하게 된다. 한편, 상기 단계(S124)에서 현재 냉각수제어모드가 냉온수모드인 것으로 인지되면 도 4에 도시된 바와 같이 현재 시스템에 온수기(122)가 구비된 상태인지를 확인하게 된다(S125). 상기 단계(S125)에 의해 온수기(122)가 비치된 것으로 확인되면 온수기(122) 측에서 온수탱크(121)와 연결되는 라인을 개방하게 된다(S126). 한편, 상기 단계(S125)에 의해 온수기(122)가 시스템에 연계되지 않은 것으로 확인되면 사출성형기 자체에 구비되는 오일쿨러의 유출구 측에서 배출되는 사용된 냉각수(45 내지 65 ℃)를 사용할 수 있도록 상기 오일쿨러의 유출구 측에서 온수탱크(121)와 연결되는 라인을 개방하게 된다(S127). 이와 같이 상기 단계(S126, S127)에 의해 온수 가열수단(온수기 또는 오일쿨러)이 결정된 상태에서 온수탱크밸브(123)를 개방하여 온수 공급원이 셋팅되게 된다(S128).

2. 냉각수온도측정단계(S200)

본 단계는 상기 냉각유체결정단계(S100)에서 냉각수 공급원에 대한 셋팅이 완료된 후에, 실제적으로 상판금형(1)과 하판금형(2)의 캐비티 측에 대응되어 형성되는 냉각유로(CL) 별로 온도를 측정하여 금형의 온도를 제어하도록 구성된다.

우선, 도 5에 도시된 바와 같이 금형에 자체 부착되는 금형온도센서(도면 미도시)를 사용할 것인지 아닌지를 판단하게 된다(S210). 상기 단계(S210)에 의해 금형온도센서를 사용하는 것으로 확인되면, 메인콘트롤러(600)가 금형온도센서 측으로 금형온도정보를 요청하는 신호를 전송하여 금형온도센서가 해당 개소의 금형 온도를 측정하게 된다(S220). 한편, 상기 단계(S210)에 의해 금형온도센서를 사용하지 않는 것으로 확인되면 냉각유로(CL)의 출수구(OUT) 측에 구비된 출수구온도센서를 통해 환수되는 냉각수의 온도를 측정하게 된다(S230). 상기 단계(S220, S230)에 의해 온도 측정이 이루어진 상태에서 해당 온도정보가 메인콘트롤러(600)로 전송되어 하기에 기술된 냉각수 온도 결정에 이용될 수 있도록 준비된다(S240). 한편, 현재 냉각각수제어모드가 냉온수모드인지를 확인한 후(S250), 단일냉수모드와 냉온수모드로 구분된 냉각제어를 실시할 수 있도록 구성된다.

3. 냉각수온도결정단계(S300)

본 단계에서는 온도측정수단(출수구온도센서 또는 금형온도센서)을 통해 측정된 온도정보와 전술된 상ㆍ하한금형온도를 상호 비교하여 현재의 냉각기능이 적정 수준으로 유지되고 있는지를 판단하게 된다.

3-1. 냉온수모드

우선, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 냉각수온도측정단계(S200)를 통해 측정된 온도정보가 상한금형온도를 초과하는지를 판단하게 된다(S310). 상기 단계(S310)는 과열상태 여부를 확인하는 단계로서, 온도정보가 상한금형온도를 넘어서는 것으로 확인되면 상한금형온도에서 온도정보를 감산한 값을 온도조절편차로 저장하게 된다(S320). 상기 단계(S320)에 의해 산출되는 온도조절편차 값은 '음수'가 되어 하기에 기술될 냉온수배합비율결정단계(S400)에서 냉수 유량을 증가시킬 수 있도록 사용된다. 한편, 상기 단계(S310)에서 온도정보가 상한금형온도를 초과하지 않는 것으로 확인되면 온도정보가 하한금형온도보다 낮은지를 확인하게 된다(S330). 상기 단계(S330)는 과냉상태 여부를 확인하는 단계로서, 온도정보가 하한금형온도 미만으로 감소한 것으로 인지되면 하한금형온도에서 온도정보를 감산한 값을 온도조절편차로 저장하게 된다(S340). 상기 단계(S330)에 의해 산출되는 온도조절편차 값은 '양수'가 되어 하기에 기술된 냉온수배합비율결정단계(S400)에서 온수 유량을 증가시킬 수 있도록 사용된다. 한편, 상기 단계(S330)에서 온도정보가 하한금형온도보다 낮지 않은 것으로 확인되면, 이는 현재 온도정보 값이 상ㆍ하한금형온도의 범위 내에 존재함을 의미하므로 별도의 냉온수 유량 조절이 필요하지 않게 됨을 의미한다. 단, 시스템의 에너지 효율성을 제고하기 위해 일정 시간(제1지연시간) 동안 냉각 과정을 진행하지 않도록 구성할 수 있다. 이를 테면, 제1지연시간에 따른 지연처리과정의 실행 여부를 확인하게 된다(S350). 상기 단계(S350)에서 제1지연시간을 사용하지 않는 것으로 확인되면 별도의 냉온수 유량 조절(하기에 기술될 냉온수배합비율결정단계와 냉온수밸브개폐조절단계)을 수행하지 않고 바로 냉각단계(S600)로 진입하여 동일한 냉온수 배합비로 조성되는 냉각수에 의한 냉각과정을 지속할 수 있도록 구성된다. 한편, 상기 단계(S350)에서 지연처리과정을 실행하는 것으로 확인되면, 우선 냉수공급밸브(130a)와 온수공급밸브(130b)로 구분되는 공급밸브수단(130)을 차단하게 된다(S351). 그리고 냉수환수밸브(300a)와 온수환수밸브(300b)로 구분되는 환수밸브수단(300)을 차단하게 된다(S352). 상기 단계(S351, S352)에 의해 냉각수의 흐름을 중단한 상태에서 상기 제1지연시간 동안 대기 과정을 거치게 된다(S360). 참고로 제1지연시간은 사용자가 조작부(500)를 통해 설정하여 메인콘트롤러(600)가 이를 지연처리과정에 적용하도록 구성된다. 상기 단계(S360)에 의한 대기시간을 가진 후, 냉각단계(S600)로 진입하게 된다.

3-2. 단일냉수모드

도 6에 도시된 바와 같이, 현재 온도정보가 상한금형온도를 초과하게 되는지를 확인하게 된다(S370). 상기 단계(S370)에 의해 온도정보가 상한금형온도를 넘어서는 것으로 확인되면 상한금형온도에서 온도정보를 감산한 값을 온도조절편차에 저장하게 된다(S371). 한편, 상기 단계(S370)에서 온도정보가 상한금형온도를 초과하지 않는 것으로 확인되면 온도정보가 하한금형온도보다 낮은 지를 확인하게 된다(S372). 상기 단계(S372)에 의해 현재 온도정보가 하한금형온도 미만인 것으로 확인되면, 과냉 상태임을 의미하므로 냉수의 순환을 잠시 중단하도록 구성된다. 다시 말해서 하한금형온도에서 온도정보를 감산한 값을 온도조절편차에 저장하게 된다(S373). 그리고 냉수공급밸브(130a)와 냉수환수밸브(300a)를 각각 차단하게 된다(S374, S375). 상기 단계(S374, S375)에 의해 냉각수 흐름이 중단된 상태에서 제2지연시간 동안 지연과정을 거치게 된다(S376). 한편, 상기 제2지연시간은 사용자에 의해 설정되거나 온도조절편차에 비례하여 산출될 수 있다. 다시 말해서 온도조절편차가 큰 경우에는 제2지연시간이 길게, 작은 경우에는 제2지연시간이 짧게 산출된다. 이와 같이 상기 단계(S376)에 의해 지연과정을 완료한 후에는 다시 상기 단계(S372)에 의해 온도정보를 하한금형온도와 비교하여 온도정보가 하한금형온도보다 여전히 낮은 경우에는 동일 과정을 반복 수행하고, 하한금형온도보다 높은 경우에는 현재온도정보가 상ㆍ하한금형온도 범위를 만족함을 의미하게 된다. 이때, 제1지연시간의 사용여부를 확인한 후(S377), 상기 단계(S377)에 의해 지연처리를 하지 않는 것으로 확인되면 바로 냉각단계(S600)로 진입하게 되고, 지연처리를 하는 경우에는 냉수공급밸브와 냉수환수밸브를 각각 차단하게 된다(S378-1, S378-2). 상기 단계(S378-1, S378-2)에 의해 냉수 흐름이 중단된 상태에서 제1지연시간 동안의 대기 시간을 거치게 된다(S379). 상기 단계(S379)를 통한 지연 후, 냉각단계(S600)로 진입하게 된다.

4. 냉온수배합비율결정단계(S400)

본 단계에서는 상기 냉각수온도결정단계(S300)에서 산출된 온도조절편차에 근거하여 냉수와 온수 유량을 조절하는 구성 단계이다.

4-1. 냉온수모드

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 단계(S320)에 의해 산출된 온도조절편차에 근거하여 백분율(%) 단위로 냉수 유량을 증가시키고, 온수 유량을 감소시켜 냉온수배합비율을 수치적으로 결정하게 된다(S410).

한편, 상기 단계(S340)에 의해 산출된 온도조절편차에 근거하여 백분율(%) 단위로 온수 유량을 증가시키고, 냉수 유량을 감소시켜 냉온수배합비율을 수치적으로 결정하게 된다(S420).

4-2. 단일냉수모드

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 단계(S371)에 의해 산출된 온도조절편차에 근거하여 백분율(%) 단위로 냉수 유량을 증가시키게 된다(S430).

5. 냉온수밸브개폐조절단계(S500)

본 단계에서는 실제 공급밸브수단(130)의 냉수공급밸브(130a)와 온수공급밸브(130b)의 개폐도를 조절하는 구성 단계이다.

5-1. 냉온수모드

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 단계(S410)에 의해 냉온수 유량이 결정된 상태에서 냉수공급밸브(130a)의 개방율을 증가시키고, 이에 상응하게 온수공급밸브(130b)의 개방율을 감소시키게 된다(S510).

한편, 상기 단계(S420)에 의해 냉온수 유량이 결정된 상태에서 냉수공급밸브(130a)의 개방율을 감소시키고, 이에 상응하게 온수공급밸브(130b)의 개방율을 증가시키게 된다(S520).

5-2. 단일냉수모드

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 단계(S430)에 의해 냉수 유량이 결정된 상태에서 냉수공급밸브(130a)의 개방율을 증가시키게 된다(S530).

6. 냉각단계(S600)

상기 냉온수밸브개폐조절단계(S500)를 통해 유량이 조절된 냉각수를 냉각유로(CL)의 입수구(IN)로 유입시켜 상판금형(1)과 하판금형(2)을 냉각한 후 출수구(OUT)를 통해 유출되게 함으로써 금형의 냉각 공정을 수행하게 된다.

7. 냉각수환수단계(S700)

본 단계는 상기 냉각단계(S600)를 수행하고 환수밸브수단(300)으로 유입되는 냉각수를 냉수탱크(111) 또는 온수탱크(121)로 환수시키는 과정으로 구성된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 전술된 금형온도센서(도면 미도시)를 사용할 것인지 아닌지를 판단하게 된다(S710). 상기 단계(S710)에 의해 금형온도센서를 사용하는 것으로 확인되면, 메인콘트롤러(600)가 금형온도센서 측으로 금형온도정보를 요청하는 신호를 전송하여 금형온도센서가 해당 개소의 금형 온도를 측정하게 된다(S711). 한편, 상기 단계(S711)에 의해 금형온도센서를 사용하지 않는 것으로 확인되면 냉각유로(CL)의 출수구(OUT) 측에 구비된 출수구온도센서를 통해 환수되는 냉각수의 온도를 측정하게 된다(S712). 상기 단계(S711, S712)에 의해 온도 측정이 이루어진 상태에서 해당 온도정보가 메인콘트롤러(600)로 전송되어 냉각수의 온도정보에 근거하여 냉각수를 냉수탱크(111) 또는 온수탱크(121)로 환수할 수 있도록 준비된다(S713). 한편, 현재 냉각수제어모드가 냉온수모드인지를 확인하게 된다(S714). 상기 단계(S714)에서 현재 냉각수제어모드가 냉온수모드가 아닌 것으로 확인되면(단일냉수모드인 경우), 바로 냉수환수밸브(311)를 개방하게 된다(S715). 한편, 상기 단계(S714)에서 현재 냉각수제어모드가 냉온수모드인 것으로 확인되면 현재 온도정보가 냉온수결정온도보다 높은지를 확인하게 된다(S720). 상기 단계(S720)에 의해 현재 온도정보가 냉온수결정온도를 초과하는 것으로 확인되면 냉수환수밸브(300a)를 차단하고 온수환수밸브(300b)를 개방하게 된다(S721). 한편, 상기 단계(S720)에 의해 온도정보가 냉온수결정온도보다 낮은 것으로 확인되면 냉수환수밸브(300a)를 개방하고 온수환수밸브(300b)를 차단하게 된다(S722). 상기 단계(S715, S721, S722)에 의해 환수밸브수단(300)의 개폐동작이 이루어진 상태에서 냉각수를 환수하게 된다(S730). 한편, 본 냉각수환수단계(S700)는 다수 차례 반복되는 냉각과정의 한 주기의 마지막 단계이므로 프로세스를 반복 구성하기 위한 처리 과정이 필요하게 되는데, 먼저 현재 사출공정의 완료 여부를 확인하게 된다(S740). 상기 단계(S740)에 의해 사출공정이 완료된 것으로 확인되면 냉각 과정을 종료하고 다음 데이터저장단계(S800)로 진입하게 된다. 한편, 상기 단계(S740)에 의해 사출공정이 완료되지 않은 것으로 확인되면 현재 냉각수제어모드가 냉온수모드인지를 확인하게 된다(S750). 상기 단계(S750)에 의해 냉온수모드인 것으로 확인되면 도 5의 'D' 지점으로 회귀하여 프로세스를 반복하게 되며, 단일냉수모드인 것으로 확인되면 도 6의 'E' 지점으로 회귀하여 프로세스를 반복구성하게 된다.

8. 데이터저장단계(S800)

본 단계는 도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 구성 단계(S100 내지 S700)에 따라 진행된 냉각 과정에서 발생한 냉각수온도조절데이터를 기록하여 차후에 동일 사출금형제품에 대한 냉각과정에 그대로 적용하여 사용할 수 있게 함으로써 냉각수제어에 관한 별도의 프로세스 셋팅 작업이 불필요하게 되어 시스템의 운용 효율성이 증대되게 된다.

본 단계에 따른 세부 처리과정을 살펴보면 도 8에 도시된 바와 같이, 우선 상기 단계(S100 내지 S700)에 따라 냉각수제어과정을 거쳐 최종 완성된 사출제품의 품질을 작업자가 육안 또는 검사기를 이용하여 측정하게 된다(S810). 상기 단계(S810)에 의해 측정된 품질이 양호한지를 확인하게 된다(S820). 상기 단계(S820)에 의해 품질이 양호한 것으로 확인되면 해당 냉각수제어과정에서 생성된 상ㆍ하한금형온도와 공급ㆍ환수밸브수단(130, 300)의 개폐도로 구성된 냉각수온도조절데이터를 메인콘트롤러(600)와 연계된 외부저장매체에 저장하게 된다(S830).

본 발명은 냉각유체의 종류(냉수, 냉온수)에 관계없이 동일한 냉각 기능을 발휘할 수 있도록 단일냉수모드와 냉온수모드로 구분되는 냉각제어프로세스를 포함하여 설비의 운용 측면에 탄력성을 제공할 수 있고, 금형의 각 캐비티 측마다 상이하게 관리될 필요성이 있는 금형온도를 독립적으로 정밀하게 제어할 수 있도록 각 냉각회로(냉각유로) 별로 대응되는 냉각유체의 유량조절수단과 온도감지수단을 포함하여 냉각제어기능의 신뢰도를 현저히 상승시킬 수 있을 뿐 아니라, 시스템 전체를 제어하는 제어수단을 기존의 사출성형기의 내장콘트롤러 또는 핫러너용 콘트롤러로 대체할 수 있도록 구성됨에 따라 설비의 관리 비용을 현저히 줄일 수 있게 되어 사출작업현장에 적용되어 사출공정의 작업생산성을 괄목할만한 수준으로 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

이상과 같은 본 발명의 구성에 대한 상세 설명과 본 실시 예를 통해 본 발명의 실체와 구체적인 사항에 대해 기술하였다. 상기 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 상세 설명과 실시 예를 바탕으로 이루어지는 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예에 따른 발명도 본 발명의 권리범위에 속함을 명확히 하여야 할 것이다.

1 : 상판금형 2 : 하판금형
100 : 냉각수공급부 110 : 냉수공급모듈
111 : 냉수탱크 112 : 냉각기
113 : 냉수탱크밸브 120 : 온수공급모듈
121 : 온수탱크 122 : 온수기
123 : 온수탱크밸브 130 : 공급밸브수단
130a : 냉수공급밸브 130b : 온수공급밸브
131 : 공급매니폴더 200 : 냉각수온도감지부
300 : 환수밸브수단 300a : 냉수환수밸브
300b : 온수환수밸브 310 : 환수매니폴더
400 : 표시부 500 : 조작부
600 : 메인콘트롤러
CL : 냉각유로 IN : 입수구
OUT : 출수구
S100 : 냉각유체결정단계 S200 : 냉각수온도측정단계
S300 : 냉각수온도결정단계 S400 : 냉온수배합비율결정단계
S500 : 냉온수밸브개폐조절단계 S600 : 냉각단계
S700 : 냉각수환수단계 S800 : 데이터저장단계

Claims

상판금형(1) 및 하판금형(2)을 관통하게 되는 다수의 냉각유로(CL)에 냉수와 온수가 상이한 비율로 배합되는 냉각수를 공급하여 금형의 온도를 제어하게 되는 냉각수제어시스템에 있어서,
냉수탱크(111)와 냉각기(112)를 포함하는 냉수공급모듈(110)과, 온수탱크(121)와 온수기(122)를 포함하는 온수공급모듈(120)과, 냉수와 온수의 배합비를 냉각유로(CL) 별로 조절하기 위한 공급밸브수단(130)으로 이루어지는 냉각수공급부(100);와, 냉각유로의 출수구(OUT) 측에 구비되는 출수구온도센서 또는 금형에 부착된 금형온도센서를 통해 온도정보를 감지하는 냉각수온도감지부(200);와, 온도정보를 설정된 냉온수결정온도와 비교하여 냉각수공급부로 냉수와 온수를 구분 환수시키기 위한 환수밸브수단(300);과, 온도정보와 공급밸브수단(130)의 개폐도를 표시하게 되는 표시부(400);와, 냉온수결정온도와 냉각유로 별로 금형의 온도를 제어하기 위한 상ㆍ하한금형온도를 설정하고 전원공급 및 작동에 대한 명령을 입력하는 조작부(500);와, 냉각수공급부, 냉각수온도감지부, 환수밸브수단, 표시부를 제어하되 온도정보를 상ㆍ하한금형온도와 비교하여 공급밸브수단의 개폐도를 조절하는 메인콘트롤러(600);로 구성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 냉각수제어시스템.
제1항에 있어서,
상기 메인콘트롤러(600)는 냉온수모드와 단일냉수모드로 구분되는 냉각수제어모드에 의해 냉각수공급부(100)의 유로를 셋팅하게 되는 냉각유체결정단계(S100);와,
상기 출수구온도센서 또는 금형온도센서의 온도정보를 수신하게 되는 냉각수온도측정단계(S200);와,
수신된 온도정보와 상ㆍ하한금형온도의 차이 값인 온도조절편차를 산출하게 되는 냉각수온도결정단계(S300);와,
온도조절편차에 따라 각 냉각유로(CL) 별로 냉온수의 배합비를 결정하게 되는 냉온수배합비율결정단계(S400);와,
배합비에 따라 공급밸브수단(130)의 개폐도를 조절하여 냉수와 온수의 양을 냉각유로 별로 증감시키게 되는 냉온수밸브개폐조절단계(S500);와,
증감된 냉온수를 각 냉각유로에 공급하여 냉각과정을 진행하는 냉각단계(S600);와,
냉각수온도감지부(200)를 통해 재차 수신된 온도정보와 냉온수결정온도의 비교를 통해 환수밸브수단(300)의 개폐도를 조절하여 냉수탱크(111) 또는 온수탱크(121)로 냉각수를 회수하는 냉각수환수단계(S700);를 순차 수행하되,
상기 냉각유체결정단계(S100) 및 냉각수온도측정단계(S200)는 초기 1회만 수행하고 냉각수온도결정단계 내지 냉각수환수단계(S300 내지 S700)를 사출성형 완료시까지 반복하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 냉각수제어시스템.
제2항에 있어서,
상기 상ㆍ하한금형온도와 공급ㆍ환수밸브수단(130, 300)의 개폐도를 공정시간대별로 저장하는 데이터저장단계(S800);를 최후 반복되는 냉각수환수단계(S700) 이후에 더 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 냉각수제어시스템.
제2항에 있어서,
상기 냉각수온도결정단계(S300)는 온도정보가 상ㆍ하한금형온도의 범위에 부합되는 경우에 공급밸브수단(130)과 환수밸브수단(300)을 차단하여 사용자에 의해 설정된 시간 동안 냉각수의 흐름을 중단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 냉각수제어시스템.
제2항에 있어서,
상기 냉각수온도결정단계(S300)는 온도정보가 하한금형온도보다 낮은 경우에 공급밸브수단(130)과 환수밸브수단(300)을 차단하여 사용자에 의해 설정되거나 온도조절편차에 비례하여 산출되는 시간 동안 냉각수의 흐름을 중단하되, 상기 시간의 경과 후 냉각수온도감지부(200)를 통해 재수신된 온도정보를 상기 하한금형온도와 비교하는 과정이 반복 실시되는 것에 특징이 있는 사출성형기의 냉각수제어시스템.
제1항에 있어서,
상기 메인콘트롤러(600)는 내부 전자회로 구성이 변경된 사출성형기의 내장형 콘트롤러 또는 핫러너(Hot runner) 용 콘트롤러에 의해 대체될 수 있는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 냉각수제어시스템.
제1항에 있어서,
상기 온수공급모듈(120)은 금형을 사출하는 사출성형기에 연계 구비된 오일쿨러의 출수 측에서 유출되는 45 내지 65℃의 냉각수에 의해 대체될 수 있는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 냉각수제어시스템.