KR20000006224A - 사출성형기의스크루구동제어방법 - Google Patents

사출성형기의스크루구동제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20000006224A
KR20000006224A KR1019990022556A KR19990022556A KR20000006224A KR 20000006224 A KR20000006224 A KR 20000006224A KR 1019990022556 A KR1019990022556 A KR 1019990022556A KR 19990022556 A KR19990022556 A KR 19990022556A KR 20000006224 A KR20000006224 A KR 20000006224A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
screw
injection molding
molding machine
weighing process
rotation speed
Prior art date
Application number
KR1019990022556A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100436963B1 (ko
Inventor
히라오카카즈오
Original Assignee
오자와 미토시
스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP17017698A external-priority patent/JP3240513B2/ja
Priority claimed from JP17294198A external-priority patent/JP2000006207A/ja
Application filed by 오자와 미토시, 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 filed Critical 오자와 미토시
Publication of KR20000006224A publication Critical patent/KR20000006224A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100436963B1 publication Critical patent/KR100436963B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/47—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using screws
    • B29C45/50—Axially movable screw
    • B29C45/5008—Drive means therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72—Measuring, controlling or regulating
    • B29B7/728—Measuring data of the driving system, e.g. torque, speed, power, vibration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/47—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using screws
    • B29C45/50—Axially movable screw
    • B29C45/5008—Drive means therefor
    • B29C2045/5032—Drive means therefor using means for detecting injection or back pressures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003—Measured parameter
    • B29C2945/76006—Pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003—Measured parameter
    • B29C2945/76083—Position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003—Measured parameter
    • B29C2945/7611—Velocity
    • B29C2945/7612—Velocity rotational movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76344—Phase or stage of measurement
    • B29C2945/76367—Metering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76344—Phase or stage of measurement
    • B29C2945/76377—De-compression after injection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76344—Phase or stage of measurement
    • B29C2945/76381—Injection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494—Controlled parameter
    • B29C2945/76511—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494—Controlled parameter
    • B29C2945/76525—Electric current or voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494—Controlled parameter
    • B29C2945/76595—Velocity
    • B29C2945/76605—Velocity rotational movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76929—Controlling method
    • B29C2945/76986—Interpolating

Abstract

본 발명은 스크루를 회전시키기 위한 서보모터와, 상기 서보모터를 제어하기 위한 제어기를 갖는 사출장치를 포함하는 사출성형기에 적용할 수 있다.
제어기는 계량공정에서 스크루의 회전속도로 설정된 N을 갖고, 스크루의 회전속도가 Nk에 도달될 때까지는(Nk＜N) 가속도 A1으로 스크루를 회전시키고, 그 후 스크루의 회전속도가 N에 도달될 때까지는 가속도 A1보다 큰 가속도 A2로 스크루를 회전시킨다.

Description

사출성형기의 스크루 구동 제어방법{Method For Controlling Drive Of Screw In Injection Molding Machine}
본 발명은 사출성형기에 관한 것으로, 특히 계량공정 또는 분배공정에 있어서의 스크루 구동 제어방법의 개량에 관한 것이다.
최근에는 유압액츄에이터(actuator) 대신에 액츄에이터로서 서보모터를 사용한 소위 전동사출성형기가 많이 사용되기 시작하고 있다. 이하에서는 서보모터 구동에 의한 사출장치의 동작에 대해 간단하게 설명한다.
(1) 스크루회전용 서보모터에 의해 스크루를 회전시킴으로써 호퍼로부터 스크루의 후부로 떨어진 수지를 용융시키면서 가열실린더의 선단부로 일정량 이송한다(가소화/계량공정). 이 때, 가열실린더의 선단부에 모여지는 용융수지의 압력(배압)을 받으면서 스크루는 후퇴한다.
스크루의 후단부에는 사출축이 직접결합되어 있고, 이 사출축은 베어링을 통해 압력플레이트에 회전이 자유롭게 되도록 지지되어 있다. 이 사출축은 같은 압력플레이트상에 지지되어 있는 사출용 서보모터에 의해 축방향으로 구동된다. 압력플레이트는 볼나사를 통해 사출용 서보모터에 의해 가이드바를 따라서 전후진한다. 전술한 용융수지의 배압은 후술하는 바와 같이 로드셀(load cell)에 의해 검출하여 피드백 콘트롤 루프(feedback control loop)로 제어한다.
(2) 다음으로, 사출용 서보모터의 구동에 의해 압력플레이트를 전진시키고, 스크루 선단부를 피스톤으로 하여 용융수지를 금형내로 이송한다(충전공정).
(3) 충전공정의 종료로 용융수지가 금형의 캐버티(cavity)내에 가득차고 그 때 스크루의 전진운동은 속도제어에서 압력제어로 전환된다. 이 전환을 "V-P전환" 이라 한다.
(4) V-P전환 후, 금형의 캐버티내 수지는 설정된 압력이 될 때까지 냉각된다 (보압(保壓)공정). 수지압력은 전술한 배압제어와 마찬가지로 피드백 콘트롤 루프로 제어된다.
사출장치의 작동에 있어서는 (4)의 공정 이후, (1)의 공정으로 되돌아가서 다음 사이클로 들어간다. 한편, 형체(型締,mold clamping)장치에 있어서는 (1)의 공정과 평행하게 금형을 개방하여 이젝터(ejector) 구성에 의해 냉각고화된 제품을 배출한 후, 금형을 폐쇄하고 (2)의 공정으로 들어간다.
본 발명에 대한 이해를 도모하기 위하여 우선 도 1을 참조하여 종래의 전동사출성형기를 설명한다.
도시한 전동사출성형기는 서보모터의 회전운동을 볼나사와 너트를 사용하는 직선 또는 왕복운동으로 전환함으로써 용융수지를 충전할 수 있다.
도 1에서 사출용 서보모터(11)의 회전은 볼나사(12)에 전달된다. 볼나사(12)의 회전에 의해 전후진하는 너트(13)는 압력플레이트(14)에 고정되고, 압력플레이트(14)는 프레임(도시하지 않음)에 고정된 가이드바(15)(16)상을 이동이 자유롭도록 설치되어 있다. 압력플레이트(14)의 전후진운동은 베어링(17), 로드셀(18), 사출축(19)을 통해 스크루(20)에 전달된다. 즉, 스크루회전용 서보모터(11)에 의해 사출축(19)이 회전구동됨으로써 스크루(20)가 회전한다.
스크루(20)는 가열실린더(21) 내에 축방향으로 회전 및 이동 가능하게 설치되고, 스크루(20)의 후단부에 해당되는 가열실린더(21)에 수지를 공급하기 위한 호퍼(22)가 설치된다. 스크루회전용 서보모터(11)의 회전구동은 예를 들어 벨트와 풀리로 구성되는 결합부(23)를 통해서 사출축(19)에 전달된다.
가소화/계량공정 동안에 용융수지는 가열실린더(21) 내의 스크루(20) 전단부, 즉 스크루(20)가 가열실린더(21) 내에서 회전하면서 후진했을 때 노즐(21-1)측에 갇혀있다. 다음 스크루(21) 전단의 용융수지는 금형(도면 미도시)에 채워지고 성형을 위해서 가압된다.
이 때 수지를 누르는 힘이 로드셀(18)에 의해 반력으로서 검출되고, 로드셀(18)은 그 압력을 나타내는 압력검출신호를 만들고, 이 압력검출신호는 로드셀증폭기(25)에 의해 증폭되어 제어기(26)에 입력된다. 압력플레이트(14)에는 스크루(20)의 이동량을 검출하여 위치검출신호를 만들기 위한 위치검출기(27)가 설치되어 있고, 이 위치검출신호는 증폭기(28)에 의해 증폭되어 제어기(26)에 입력된다. 제어기(26)는 작업자의 설정에 대응하여 서보증폭기(29)(30)에 전류(토크)지령을 보낸다.
서보증폭기(29)는 서보모터(11)에 대한 구동전류를 제어함에 의해 서보모터(11)의 출력토크를 제어한다. 서보증폭기(30)는 스크루회전용 서보모터(24)에 대한 구동전류를 제어함에 의해 스크루회전용 서보모터(24)의 회전속도를 제어한다. 사출용 서보모터(11)와 스크루회전용 서보모터(11)는 회전속도를 검출하기 위하여 제1인코더(31)(32)를 구비한다. 상기 인코더(31)(32)에 의해 검출된 회전속도는 제어기(26)에 보내진다. 특히 인코더(32)에 의해 검출되는 회전속도는 스크루(20)의 회전속도를 결정하는 데 사용된다.
또한, 도 1의 구성은 어디까지나 개략을 설명하기 위한 편의상의 것이며, 사출장치의 구체적인 구성은 예를 들면, 일본국 특허공개공보 평9-174626호에 개시되어 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여 스크루(20)에 대해 상세하게 설명한다. 도 2의(A)에서 스크루(20)는 공급부(20-1), 압축부(20-2), 계량부(20-3), 헤드부(20-4)로 나뉘어져 있다. 공급부(20-1)는 호퍼(22)에서 공급되는 수지를 고체 그대로 또는 일부만을 녹여서 전방으로 보내기 위한 부분이며, 수지는 이 사이에 용융점 가까이까지 온도가 상승된다. 이 때문에 공급부(20-1)에서는 통상 도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이 돌기체(體)를 형성하고 있는 봉상체(棒狀體, 20')의 지름이 거의 일정하다.
압축부(20-2)에서는, 공급부(20-1)에서 공급되어 온 수지의 입자와 입자 사이에는 틈이 있고 수지가 용융됨으로써 그 체적이 약 반으로 감소한다. 이 체적감소분을 보충하기 위해 수지가 통과할 수 있는 공간을 감소시킨다. 이것은 압축부(20-2)에서 돌기체를 형성하고 있는 봉상체(20')에 테이퍼(taper)를 설치하여 돌기체의 홈을 얕게 함으로써 실현하고 있다. 이렇게 함으로써 용융수지를 압축하고 마찰에 의한 발열효과를 높이며, 수지압력을 높여서 공기/수지에 포함되어 있는 수분, 휘발성가스 등을 호퍼(22)측으로 밀어내는 작용을 한다. 이로부터 분명한 바와 같이 가열실린더(21) 내의 수지압력은 압축부(20-2) 내가 가장 높게 된다.
계량부(20-3)는 돌기체 홈이 가장 얕은 부분이며, 이 사이에서 수지에는 큰 전단력(剪斷力)이 가해지고 자기발열을 동반하여 균일한 온도까지 상승된다. 그리고, 일정량의 용융수지를 가열실린더(21) 내의 노즐측으로 송출하는 작용을 한다.
또한, 계량부(20-3)에서 노즐측으로의 용융수지의 송출은 헤드부(20-4)에서의 체크밸브링(20-5)을 통하여 이루어진다. 체크밸브링(20-5)은 계량공정에서는 도면중의 왼쪽으로 치우친 위치에 있고, 이 상태에서 계량부(20-3)에서 노즐측으로용융수지의 송출이 가능해진다. 계량공정이 종료되면 체크밸브링(20-5)은 압력차에 의해 도면중의 오른쪽으로 치우친 위치로 이동한다. 그 결과 노즐측에서 계량부(20-3)측으로 수지의 환류가 방지된다.
상기 헤드부(20-4)는 대체로 상기 봉상체(20')로부터 분리되어 형성된다. 이 헤드부(20-4)는 그 끝부분에 수나사가 형성되고, 봉상체(20')는 그 끝부분에 암나사가 형성되어 이들을 결합함으로써 헤드부(20-4)와 봉상체(20')가 결합된다. 이 때문에 헤드부(20-4)의 끝부분은 봉상체(20')보다 직경이 상당히 작다.
이하에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이. 계량공정에서의 스크루의 회전속도는 계량공정의 초기에 가장 빠르고 계량공정의 진행에 따라 단계적으로 감소하도록 결정된다. 특히 계량공정의 초기에는 설정치(N)에 도달할 때까지 1차 또는 2차함수를 사용하여 스크루의 초기회전을 늦출 필요가 있다. 이 목적으로 설정치(N)에 도달할 때까지는 초기속도증가를 완만하게 하고 있으며, 이로 인해 설정치(N)에 도달할 때까지의 시간이 지연되어 결국은 성형싸이클이 지연된다.
또한, 계량공정 동안의 스크루의 회전속도는 수지의 잔류시간을 고려하면서 스트로크, 즉 스크루의 위치에 의존하여 단계적으로 결정되어야 한다. 회전속도에 대한 이와 같은 다수의 값을 설정하는 것은 스크루의 직경이 변경되는 경우에도 설정되어야 하기 때문에 번거롭게 된다.
이하에서는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 계량공정에서 스크루의 회전속도를 결정하는 방법에 대하여 설명한다. 도 3a는 스크루의 배압에 따른 계량위치, 즉 스크루 위치를 나타내는 반면에, 도 3b는 스크루의 회전속도에 따른 계령위치를 나타낸다. 이 도 3a 및 도 3b는 모두 4단계 설정작업의 예시이다.
4단계의 설정중에 앞의 3단계는 수지온도의 균일화에 사용되는 것이 보통이며, 수지의 체류시간이 길고 온도가 높은 가열실린더 전반(前半)의 수지는 비교적 빠른 스크루 회전속도와 낮은 배압의 조합으로 계량하고, 계량이 진행됨에 따라서 수지의 체류시간을 길게, 수지의 전단발열을 늘리기 위해 단계적으로 회전속도를 줄이고 반대로 배압을 높여간다. 4단계째인 마지막단계는 충전공정의 출발점이 되는 계량치의 정밀도를 높이기 위한 설정을 한다. 즉, 계량완료 2∼3mm 앞에서 스크루의 오버런(overrun)을 방지하기 위하여 초저속회전과 수지역류를 방지하기 위한 초저배압이 설정된다.
상기한 설명에서 분명한 바와 같이, 계량공정에서 지금까지의 스크루(20)의 회전속도 설정은 계량개시시가 가장 높고, 이후 단계적으로 감소하도록 설정된다. 이 때문에 스크루(20)의 회전개시시에는 헤드부(20-4)에 큰 부하가 가해져 경우에 따라서는 헤드부(20-4)의 나사부가 손상되는 경우가 있다.
또, 체크밸브링(20-5)과 가열실린더(21)의 내벽은 거의 접촉한 상태이며, 계량개시에 따르는 스크루(20)의 회전개시시에 스크루(20)는 이동하지 않는다. 이것은 스크루(20)의 회전이 시작되면 체크밸브링(20-5)과 가열실린더(21)의 내벽 사이에 마찰에 의한 국부가열이 발생하여 고온이 되고, 수지에 악영향을 미칠 경우가 있다는 것을 의미한다. 그래서 설정치 N에 도달할 때까지는 초기속도증가를 완만하게 하고 있으며, 이로 인해 설정치 N에 도달할 때까지의 시간이 지연되어 결국은 성형싸이클이 지연된다.
또한, 계량공정 동안의 스크루의 회전속도는 수지의 잔류시간을 고려하면서 스트로크, 즉 스크루의 위치에 의존하여 단계적으로 결정되어야 한다. 회전속도에 대한 이와 같은 다수의 값을 설정하는 것은 스크루의 직경이 변경되는 경우에도 설정되어야 하기 때문에 번거롭게 된다.
그래서, 본 발명의 목적은 계량공정 개시시의 스크루회전증가를 완만하게 하면서 설정치 N에 도달하기 까지의 시간이 길어지지 않게 하는 스크루 구동 제어방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 스크루의 회전속도가 계량공정 동안에 쉽게 설정될 수 있는 스크루 구동 제어방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 서보모터에 의해 구동되는 사출장치를 포함하는 전동사출성형기의 개략도,
도 2는 도 1의 스크루형상을 나타내는 설명도,
도 3a 및 도 3b는 종래의 전동사출성형기의 계량공정에서 스크루가 회전하는 회전속도와 스크루의 배압을 나타내는 그래프,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 스크루의 구동제어를 설명하기 위한 계량공정에서의 스크루 회전속도를 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 스크루의 구동제어를 설명하기 위한 계량공정에서의 스크루 회전속도를 나타낸 그래프.
본 발명은 스크루의 회전을 위한 구동장치와, 이 구동장치의 제어를 위한 제어기를 갖는 사출장치를 포함한 사출성형기에 적용할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 의하면, 회전속도 N은 설정치로서 미리 제어기에 설정되어 있다.
상기 제어기는 계량공정 개시시에 미리 설정된 상기 스크루의 회전속도 N에 대하여 미리 설정된 일정한 비율 K로 규정되는 회전속도 NK에 도달하기까지는 완만한 가속도 A1로 스크루를 회전시키고, 이후, 상기 회전수 N에 도달하기까지는 상기 가속도 A1보다도 큰 가속도 A2로 스크루를 회전시킨다.
또한 본 발명은 스크루의 회전을 위한 제1구동장치와, 사출축을 통하여 상기스크루를 축방향으로 이동시키는 제2구동장치와, 상기 스크루의 위치를 검출하는 위치검출기와, 상기 위치검출기로부터 공급되는 검출위치값에 따라 상기 제1구동장치를 제어하는 제어기를 갖는 사출장치를 포함하는 사출성형기에 적용할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 의하면, 회전속도 Ns,Ne는 계량공정의 시작과 끝에 각각 스크루가 회전할 설정치로서 미리 설정된다. 제어기는 상기 위치검출치로부터의 검출치와 상기 회전속도 Ns,Ne에 따라서 계량공정의 시작으로부터 끝까지 스크루의 회전속도를 보간하여 제어한다.
도 4를 참조하여 본 발명의 제1실시형태에 따른 스크루의 구동제어방법에 대해 설명한다. 이 방법은 도 1에서 설명한 것과 같은 서보모터에 의해 구동되는 전동식 사출장치에 적용할 수 있다.
그러나 본 실시예에 따른 스크루 구동 제어방법은 도 1에 나타낸 사출장치에 적용할 수 있으나, 제어기(26)에 의해 달성되는 제어작용은 종래의 사출장치에서 얻어지는 것과는 다르다. 이하에서는 도 1, 도 2 및 도 4를 참조한다.
작업자가 계량공정 개시시의 스크루 회전속도 N을 제어기(26)에 설정하는 것에 의해 본 실시예에 따른 스크루 구동 제어방법은 작동된다. 상기 제어기(26)는 계량공정 개시시에 설정된 스크루의 회전속도 N에 대해서 미리 설정된 일정한 비율 K로 규정되는 회전속도 NK에 도달하기까지는 완만한 가속도 A1으로 회전시키고, 이후 회전속도 N에 도달하기까지는 가속도 A1보다도 큰 가속도 A2로 회전시키도록 제어한다. 가속도 A2는 가속도 A1에 비하여 충분하게 큰 값이 설정된다. 또, 비율 K는 이것에 의해 결정되는 회전속도 NK가 스크루(20)의 헤드부(20-4)에 대하여 손상되는 원인이 되는 급격한 부하를 가하지 않을 정도의 값으로 된다.
특히, 본 실시예에서 제어기(26)는 회전속도 N이 설정되면 계량공정개시부터 비율 K에 의해 규정되는 회전속도 NK에 도달하기까지의 시간 간격 T1을 산출하고, 이 시간 간격 T1 동안은 가속도 A1이 되도록 스크루회전용 서보모터(24)를 제어한다. 다음으로, 회전속도 NK에서 회전속도 N에 도달하기까지의 시간 간격 T2를 산출하여 이 시간 간격 T2 동안에는 가속도 A2가 되도록 스크루회전용 서보모터(24)를 제어한다.
그 어느 것이라도 계량공정 개시시에는 스크루회전의 증가가 완만하므로 헤드부(20-4)에 큰 부하가 가해지는 일이 없는 소위 쿠션효과(cushion effect)가 얻어진다. 그리고, 회전속도 NK에서 회전속도 N에 도달하기까지는 가속도 A1에 비해 충분히 큰 가속도 A2로 증가하기 때문에, 회전속도 N에 도달하기까지의 시간을 그렇게 길게 하지 않아도 된다. 게다가 가속도 A2로의 증가 전에 스크루의 이동이 시작되므로 체크밸브링(20-5)과 가열실린더(21) 내벽 사이의 마찰에 기인하는 국부가열의 발생을 해소할 수 있으므로 수지에 대한 악영향을 없앨 수가 있다.
이상과 같이 함으로써 본 실시예에서는 계량공정 개시시의 스크루회전증가를 계량공정 개시시의 스크루 회전속도 N을 설정하기만 하면 되는 간단한 조작으로 자동적으로 쿠션효과를 갖도록 행해지고, 헤드부의 절손방지를 실현할 수 있음과 더불어, 국부가열의 발생을 방지할 수 있다.
도 5를 참조하여 본 발명의 제2실시형태에 따른 스크루의 구동제어방법에 대해 설명한다. 이 방법은 도 1에서 나타낸 것과 같은 서보모터에 의해 구동되는 전동식 사출성형기에 적용할 수 있다.
그러나 본 실시예에 따른 스크루 구동 제어방법은 도 1에 나타낸 사출장치에 적용할 수 있으나, 제어기(26)에 의해 달성되는 제어작용은 종래의 사출장치에서 얻어지는 것과는 다르다. 이하에서는 도 1, 도 2 및 도 5를 참조한다.
작업자가 계량공정 개시시의 스크루 회전속도 Ns와 계량공정 종료시의 스크루 회전속도 Ne를 제어기(26)에 설정하는 것에 의해 본 실시예에 따른 스크루 구동 제어방법도 작동된다.
상기 제어기(26)는 계량공정 개시에서 종료까지의 스크루 회전속도를 설정된 회전속도 Ns,Ne와 위치검출기(27)로부터의 검출치에 의해 보간하고, 이 보간치에 따라 스크루회전용 서보모터(24)를 제어한다. 보다 상세하게는 설정된 회전속도 Ns,Ne와 계량공정 개시시의 스크루위치 Se와 종료시의 스크루위치 Se로서 도 5에 실선으로 나타낸 바와 같이, 계량공정 개시에서 종료까지의 스크루의 회전속도를 검출치, 즉 현재의 스크루위치에 의해 직선보간한다. 또한, 계량공정 개시시의 스크루위치 Se는 스크루 회전속도가 설정된 회전속도 Ns에 도달한 위치이다.
도 5의 경우, 현재의 스크루위치를 X라고 하면 보간되는 스크루 회전속도 Y는 다음의 식으로 산출된다.
Y = Ne + {(Ns-Ne)/(Se-Ss)}·(Se-X)
그리고, 도 5에 점선으로 나타낸 바와 같이, 제어기(26)는 계량공정 개시시의 스크류위치 Ss와 종료시의 스크루위치 Se 사이의 위치 (Ss+Se)/2(실시예에서는 중간위치)까지는 스크루의 회전속도를 Ns로 하고, 이후 보간에 의한 회전속도제어를 하도록 해도 좋다. 이 경우, 제어기(26)는 중간위치와 스크루위치 Se의 사이에 대응하여 상기와 마찬가지로 회전속도 Ns,Ne와 중간위치 (Ss-Se)/2와 스크루위치 Se를 사용하여 현재의 스크루위치에 의해 스크루의 회전속도를 직선보간한다. 또한, 회전속도 Ns로 하는 범위는 중간위치에 한정되지 않고 미리 정해진 비율에 대응하는 위치로 해도 좋다.
이상과 같이 하여 본 실시예에서는 계량공정에서의 스크루의 회전속도설정을 계량 개시시와 종료시의 2개의 값에 대해서만 설정하면 되기 때문에 설정작업 및 설정변경작업은 매우 간단해진다.
또한, 상기 형태에서는 전동식 사출성형기의 경우에 대해 설명했으나, 본 발명은 유압식 사출성형기에도 적용할 수 있음은 말할 것도 없다.
본 발명에 의하면 개량공정 개시시의 스크루 회전증가를 쿠션효과를 갖도록 행할 수 있고, 헤드부의 절손방지를 실현할 수 있음과 더불어, 국부가열의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면 계량공정에서의 스크루의 회전속도설정을 2개의 값을 입력하기만 하면 되도록 함으로써 작업자에 의한 설정작업을 대폭으로 간략화할 수 있으며, 설정변경시의 작업도 쉽게 할 수 있다.

Claims (13)

  1. 스크루를 회전시키기 위한 구동원과, 상기 구동원을 제어하기 위한 제어기를 갖고, 상기 제어기는 계량공정에서의 스크루 회전속도로서 미리 설정된 회전속도 N을 갖는 사출성형기의 스크루구동을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 회전속도 K에 대하여 미리 설정된 비율 K로 규정되는 회전속도 Nk에 도달할 때까지는 제1가속도 A1으로 상기 스크루를 회전시키는 제1회전단계와,
    상기 제1가속도 A1보다 큰 제2가속도 A2로 상기 회전속도 N에 도달할 때까지 상기 스크루를 회전시키는 제2회전단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 스크루 구동 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2회전단계는 상기 제어기를 사용하여 상기 구동원을 제어하는 것을 포함하는 사출성형기의 스크루 구동 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 구동원의 서보모터의 회전속도를 검출하여 상기 스크루의 회전속도를 검출하는 단계를 포함하는 사출성형기의 스크루 구동 제어방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 회전속도 N을 이용하여 계량공정개시로부터 회전속도 Nk에 도달할 때까지의 시간 간격 T1을 계산하고, 이 계산된 시간 간격 T1 동안에 상기 스크루를 제1가속도 A1으로 회전시키도록 제어하는 단계를 포함하는 사출성형기의 스크루 구동 제어방법.
  5. 스크루를 회전시키기 위한 제1구동원과, 사출축을 통하여 상기 스크루를 축방향으로 이동시키기 위한 제2구동원과, 상기 스크루의 위치를 검출하기 위한 위치검출기와, 상기 위치검출기로부터 검출된 검출치에 따라 상기 제1구동원을 제어하기 위한 제어기를 갖는 사출성형기의 스크루 구동을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    상기 스크루가 계량공정의 개시시 및 완료시에 회전할 설정치로서 미리 설정된 회전속도 Ns,Ne를 설정하는 설정공정과,
    상기 회전속도 Ns,Ne와 상기 위치검출기로부터 검출된 검출치에 의해 계량공정의 개시시로부터 완료시까지의 상기 스크루의 회전속도를 보간하는 보간공정과,
    상기 회전속도 Ns,Ne와 상기 위치검출기로부터 검출된 검출치에 의해 계량공정의 개시시로부터 완료시까지의 상기 스크루의 회전속도를 제어하는 제어공정을 포함하는 사출성형기의 스크루 구동 제어방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어공정은 제1구동원을 형성하는 서보모터의 회전속도를 제어하는 공정을 포함하는 사출성형기의 스크루 구동 제어방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 보간공정은 상기 회전속도 Ns,Ne를 이용한 위치검출치와 각각 상기 계량공정의 초기 및 종료시의 스크루위치 Ss,Se에 따라 상기 계량공정의 개시시로부터 완료시까지의 상기 스크루의 회전속도를 보간하는 공정을 포함하는 사출성형기의 스크루 구동 제어방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 계량공정 초기의 스크루위치 Ss는 상기 스크루의 회전속도가 회전속도 Ns에 도달하였을 때의 상기 스크루의 위치에 대응하는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 스크루 구동 제어방법.
  9. 제6항에 있어서, 미리 설정된 비율에 따라 계량공정 초기의 스크루위치 Ss와 계량공정 완료시의 스크루위치 Se 사이의 위치 S1을 결정하고,
    상기 스크루가 상기 스크루위치 Ss로부터 위치 S1에 도달할 때까지는 회전속도가 Ns가 되도록 상기 제어기가 제어하고, 상기 스크루가 위치 S1에 도달하면 상기 제어기가 보간하는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 스크루 구동 제어방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 제어공정은 선형제어함수에 의해서 상기 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 스크루 구동 제어방법.
  11. 제5항에 있어서, 상기 제어공정은 연속변수방법에 의하여 상기 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 스크루 구동 제어방법.
  12. 제5항에 있어서, 상기 제어공정은 선형제어함수에 의해서 상기 계량공정의개시시로부터 완료시까지의 상기 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 스크루 구동 제어방법.
  13. 제5항에 있어서, 상기 제어공정은 연속변수방법에 의하여 상기 계량공정의 개시시로부터 완료시까지의 상기 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 스크루 구동 제어방법.
KR10-1999-0022556A 1998-06-17 1999-06-16 사출성형기의 스크루 구동 제어방법 KR100436963B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP?10-170176 1998-06-17
JP17017698A JP3240513B2 (ja) 1998-06-17 1998-06-17 射出成形機のスクリュ回転数設定方法
JP17294198A JP2000006207A (ja) 1998-06-19 1998-06-19 射出成形機のスクリュ回転立上げ方法
JP?10-172941 1998-06-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000006224A true KR20000006224A (ko) 2000-01-25
KR100436963B1 KR100436963B1 (ko) 2004-06-23

Family

ID=26493248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1999-0022556A KR100436963B1 (ko) 1998-06-17 1999-06-16 사출성형기의 스크루 구동 제어방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6284170B1 (ko)
EP (1) EP0965430B1 (ko)
KR (1) KR100436963B1 (ko)
CN (2) CN1102890C (ko)
AT (1) ATE260745T1 (ko)
DE (1) DE69915173T2 (ko)
SG (1) SG83134A1 (ko)
TW (1) TW416911B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101160561B1 (ko) * 2011-07-11 2012-06-27 (주)태일기계 사출 성형기의 제어방법
KR101417600B1 (ko) * 2012-03-26 2014-07-08 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 사출성형기

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3404652B2 (ja) * 2000-04-04 2003-05-12 住友重機械工業株式会社 射出成形機の充填工程制御方法及び制御装置
US7291297B2 (en) * 2004-01-23 2007-11-06 Husky Injection Molding Systems Ltd. Injection molding method and apparatus for continuous plastication
CN100384610C (zh) * 2004-08-03 2008-04-30 浙江大学 一种注塑机的注射传动装置
JP4376827B2 (ja) * 2005-06-13 2009-12-02 日精樹脂工業株式会社 射出成形機の計量制御方法
JP4231517B2 (ja) * 2006-09-12 2009-03-04 日精樹脂工業株式会社 射出成形機の計量制御方法
US9912001B2 (en) * 2013-08-07 2018-03-06 Massachusetts Institute Of Technology Extruder feed system
CN104898721B (zh) * 2015-05-06 2019-02-22 西安拽亘弗莱工业自动化科技有限公司 一种电动熔胶转速变化控制方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3797808A (en) * 1970-10-22 1974-03-19 Cincinnati Milacron Inc Plastication control system for injection molding machines
CH555738A (de) * 1973-03-09 1974-11-15 Netstal Ag Maschf Giesserei Kunstsoff-spritzgiessmaschine.
JPS60199623A (ja) * 1984-03-26 1985-10-09 Ube Ind Ltd 射出成形機の可塑化制御方法
JPS6158713A (ja) 1984-08-31 1986-03-26 Nissei Plastics Ind Co 射出成形における材料計量方法
JPS6161818A (ja) * 1984-09-04 1986-03-29 Fanuc Ltd 射出成形機のスクリユ回転制御方式
JPS61220817A (ja) * 1985-03-28 1986-10-01 Fanuc Ltd 射出成形機の計量混練方式
JPS62119020A (ja) 1985-11-20 1987-05-30 Fanuc Ltd 射出成形機の計量装置
JPS62128724A (ja) * 1985-11-30 1987-06-11 Fanuc Ltd 射出駆動装置
JPS62218120A (ja) * 1986-03-20 1987-09-25 Fanuc Ltd 射出速度の加減速時間が変更できる射出成形機
JP2595039B2 (ja) 1988-05-19 1997-03-26 東芝機械株式会社 ベント式射出成形機の原料供給制御方法および装置
JP2596989B2 (ja) 1988-10-31 1997-04-02 三菱重工業株式会社 射出成形機のスクリュ回転制御装置
JP2539014B2 (ja) 1988-10-31 1996-10-02 三菱重工業株式会社 射出成形機
JP2948620B2 (ja) 1990-05-17 1999-09-13 松下電器産業株式会社 プリプラ式射出成形機の計量制御方法
JP2857925B2 (ja) * 1990-10-09 1999-02-17 住友重機械工業株式会社 インラインスクリュー型射出成形機
JP3415190B2 (ja) 1993-03-24 2003-06-09 東洋機械金属株式会社 スクリュ回転制御方法とその射出成形機
JP2880675B2 (ja) 1995-12-26 1999-04-12 住友重機械工業株式会社 電動射出成形機
AT404996B (de) * 1995-12-27 1999-04-26 Engel Gmbh Maschbau Verfahren zum betreiben eines antriebes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101160561B1 (ko) * 2011-07-11 2012-06-27 (주)태일기계 사출 성형기의 제어방법
KR101417600B1 (ko) * 2012-03-26 2014-07-08 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 사출성형기

Also Published As

Publication number Publication date
CN1244442C (zh) 2006-03-08
US6284170B1 (en) 2001-09-04
SG83134A1 (en) 2001-09-18
EP0965430B1 (en) 2004-03-03
ATE260745T1 (de) 2004-03-15
DE69915173T2 (de) 2005-02-17
CN1491789A (zh) 2004-04-28
CN1102890C (zh) 2003-03-12
DE69915173D1 (de) 2004-04-08
CN1239034A (zh) 1999-12-22
EP0965430A3 (en) 2001-11-07
KR100436963B1 (ko) 2004-06-23
EP0965430A2 (en) 1999-12-22
TW416911B (en) 2001-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100473928B1 (ko) 전동사출성형기 및 가소화 계량공정에서의 제어방법
KR100539167B1 (ko) 사출성형기의 제어장치 및 제어방법
JP4272205B2 (ja) 射出成形機の制御方法
US6562261B2 (en) Injection molding method and control system for injection molding machines
KR100473917B1 (ko) 사출성형기의 사출제어방법
KR100436963B1 (ko) 사출성형기의 스크루 구동 제어방법
KR100408886B1 (ko) 성형품의 중량변동을 줄일 수 있는 사출성형기의 제어방법및 제어장치
EP1163993B1 (en) Injection molding machine and method for controlling screw position in the same
US6244848B1 (en) Controller for adjusting zero point for load cell in a motor-driven injection molding machine
KR100466521B1 (ko) 성형품의 중량의 편차를 억제할 수 있는 사출성형기의제어방법
EP1612026B1 (en) Injection-molding machine and method of controlling injection-molding machine
KR102277106B1 (ko) 사출성형기의 제어장치 및 방법
JP3240513B2 (ja) 射出成形機のスクリュ回転数設定方法
JP4040989B2 (ja) 射出成形機およびその制御方法ならびに制御プログラム
JP4646695B2 (ja) ダイカストマシン
JP2000006207A (ja) 射出成形機のスクリュ回転立上げ方法
JPH11207792A (ja) インラインスクリュー式の射出成形機の制御方法
JP4502669B2 (ja) 射出成形機及びその制御方法
JP3245818B2 (ja) 射出成形機のスクリュ回転設定方法
JP3052187B2 (ja) 電動射出成形機の背圧制御方式
JPH0622826B2 (ja) 射出圧縮成形方法および装置
JPH0321421A (ja) 射出成形機のスクリュ後退速度制御装置
JP2003260726A (ja) 射出成形機の制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130524

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140530

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150515

Year of fee payment: 12

LAPS Lapse due to unpaid annual fee