KR20160086447A - 데이터 통합 관리기능을 갖는 사출성형 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데이터 통합 관리기능을 갖는 사출성형 시스템에 있어서, 특히 사출성형기에서 발생되는 온도 및 압력 데이터를 통합하고, 기준데이터를 제작한후, 새로운 사출 성형기에 상기 기준데이터를 적용하여 원하는 사출 온도 및 압력으로 사출 제품이 제작되도록하는 것을 특징으로 하는 데이터 통합 관리기능을 갖는 사출성형 시스템에 관한 것으로,
금형 내부의 온도를 측정하는 온도센서(10)와; 금형 내부의 압력을 측정하는 압력센싱수단(20)과; 상기 온도센서와 압력센서를 통해 전달되는 신호를 증폭시키는 신호증폭부(30)와; 상기 신호증폭부를 통해 증폭된 신호를 디스플레이할 수 있도록 인터페이스하는 인터페이스부(40)와; 상기 온도센서와 압력센서를 통해 얻어진 신호를 분석하여 최적의 보압시간과 압력, 냉각 시간을 분석하는 신호분석부(50)와; 금형 설계에 따른 사출 온도 및 사출속도와 보압전환 시점에 관한 성형 조건을 해석하고, 해석에 따라 사출 조건을 예측하며 예측된 조건을 기준으로 유동선단을 예측하는 성형해석부(60)와; 충진의 시작 시간과 종료 시간을 검출하는 시간검출부(70)와; 상기 각 부를 통해 출력되는 충진 시간, 보압전환 시점, 냉각 시간 및 온도, 압력에 관한 정보를 사용자에게 출력시키는 디스플레이부(80)와; 상기 각 부와 전기적으로 연결되어 전반적인 제어를 담당하는 제어부(90);를 포함하여 구성하는 것이 특징이다.

Description

데이터 통합 관리기능을 갖는 사출성형 시스템{Injection molding system having an integrated data management function}

본 발명은 데이터 통합 관리기능을 갖는 사출성형 시스템에 관한 것으로, 특히 사출성형기에서 발생되는 온도 및 압력 데이터를 통합하고, 기준데이터를 제작한후, 새로운 사출 성형기에 상기 기준데이터를 적용하여 원하는 사출 온도 및 압력으로 사출 제품이 제작되도록하는 것을 특징으로 하는 데이터 통합 관리기능을 갖는 사출성형 시스템에 관한 것이다.

종래에는 사출성형시 양산 조건으로 설정하여 생산하는 도중 사출장치의 재현성 부족으로 인하여 불량이 수시로 발생하고 있어 이로 인하여 불량품이 혼입되어 유출됨으로서 클레임이 빈번히 발생하고 있으나 사출 공정상의 근본적인 해결책을 가지고 있지 못하였다.

이에 따라 상기한 문제점을 개선하기 위해서 압력센서만을 이용한 금형 내압 측정후 보압 전환위치 설정을 하는 기술이 제시된 바 있으나, 보압 전환 시점에 대한 신뢰성이 떨어지는 문제점을 가지고 있었으며, 수차례에 걸친 금형 트라이-아웃을 통하여 센서 위치를 결정하게 되므로 이에 따른 경제적 손실이 큰 문제점을 가지고 있었으며, 측정된 데이터가 선형곡선으로 표시되어 현장 작업자가 양,부 판단이 어렵고 사용이 불편한 문제점을 가지고 있었다.

또한, 플라스틱 소재가 복합 소재화되고 있어 재생이 불가한 수지의 경우 손실비용이 증대하며, 환경폐기물 발생에 따른 환경 위해 요인이 되고 있는 실정이다.

한편, 이러한 문제를 해결하기 위해 등록특허 제 10-0809059호에는 성형해석을 이용한 센서 장착 금형 제어시스템이 안출되었는바, 그 기술을 요약하면, 금형제어시스템에 있어서, 금형 내부의 온도를 측정하는 온도센서와; 금형 내부의 압력을 측정하는 압력센서와; 상기 온도센서와 압력센서를 통해 전달되는 신호를 증폭시키는 신호증폭부와; 상기 신호증폭부를 통해 증폭된 신호를 디스플레이할 수 있도록 인터페이스하는 인터페이스부와; 상기 온도센서와 압력센서를 통해 얻어진 신호를 분석하여 최적의 보압시간과 압력, 냉각 시간을 분석하는 신호분석부와; 금형 설계에 따른 사출 온도 및 사출속도와 보압전환 시점에 관한 성형 조건을 해석하고, 해석에 따라 사출 조건을 예측하며 예측된 조건을 기준으로 유동선단을 예측하는 성형해석부와; 충진의 시작 시간과 종료 시간을 검출하는 시간검출부와; 상기 각 부를 통해 출력되는 충진 시간, 보압전환시점, 냉각 시간 및 온도, 압력에 관한 정보를 사용자에게 출력시키는 디스플레이부와; 상기 각 부와 전기적으로 연결되어 전반적인 제어를 담당하는 제어부;를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 이건 등록특허는 통성형해석을 통하여 최적의 온도센서 삽입위치를 결정하여 사출성형장치에 최적의 품질의 조건이 유지되도록 하여 사출성형시 성형장치의 재현성 부족으로 인한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있으며, 재생이 불가능한 수지의 불량율 감소로 업체의 손실 비용을 감소시킬 수 있으며, 환경폐기물 발생이 줄어 환경 개선의 효과를 제공할 수 있으며, 제품의 상품화로 매출 증대가 가능하게 된 것이 특징이다.

그러나, 외부 제어요소와 함께 정보처리하는 기능이 없어서 다양한 파라미터를 이용한 통합 제어는 불가능한 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로,

금형 내부에 각 온도센서 및 압력센싱수단을 장착하고, 상기 센서로부터 데이터를 획득하되, 데이터를 통합관리하여 필요한 데이터를 즉각 분석하여 다른 시스템에 그대로 적용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 금형 내부의 온도를 측정하는 온도센서(10)와; 금형 내부의 압력을 측정하는 압력센싱수단(20)과; 상기 온도센서와 압력센서를 통해 전달되는 신호를 증폭시키는 신호증폭부(30)와; 상기 신호증폭부를 통해 증폭된 신호를 디스플레이할 수 있도록 인터페이스하는 인터페이스부(40)와; 상기 온도센서와 압력센서를 통해 얻어진 신호를 분석하여 최적의 보압시간과 압력, 냉각 시간을 분석하는 신호분석부(50)와; 금형 설계에 따른 사출 온도 및 사출속도와 보압전환 시점에 관한 성형 조건을 해석하고, 해석에 따라 사출 조건을 예측하며 예측된 조건을 기준으로 유동선단을 예측하는 성형해석부(60)와; 충진의 시작 시간과 종료 시간을 검출하는 시간검출부(70)와; 상기 각 부를 통해 출력되는 충진 시간, 보압전환 시점, 냉각 시간 및 온도, 압력에 관한 정보를 사용자에게 출력시키는 디스플레이부(80)와; 상기 각 부와 전기적으로 연결되어 전반적인 제어를 담당하는 제어부(90);를 포함하여 구성하는 것이 특징이다.

또한, 상기 압력센싱수단(20)은, 외측에 나사산이 형성되어 이루어지고, 원통형 형태로 이루어지는 외부 하우징(21)과; 상기 외부 하우징의 내측 상하부에 설치되어 자체 구름에 의해서 회전 운동을 유지시키는 볼베어링 구조체(22)와; 상기 외부 하우징의 내측 중앙부에 설치하되 상하쪽에 볼베어링 구조체가 삽입 결합되며, 볼베어링 구조체를 고정시키는 간격제(23)와; 상기 볼베어링 구조체에 결합되며 내측으로 나선형 날개가 결합되어 이루어지며, 냉각수의 흐름이 나선형 날개(24a)에 제공되어 그 흐름이 날개에 가해지면 볼베어링 구조체의 구름작용에 의해 자연스럽게 자체 회전 현상을 일으키는 내부 하우징(24)과; 상기 날개에 접촉되는 위치에 설치되며 날개의 회전에 따라 충돌하여 전기를 발생시키는 압전소자(25)와; 상기 압전소자를 외부 하우징에 결합시켜 압전소자를 고정시키며, 이에 따라 날개의 회전력에 의해서 압전소자가 충격을 받아 전기가 생성되도록 유도하는 중심축(26)과; 상기 중심축의 상부에 설치되며 십자형 지지체(27a)와 더불어서 중심축을 고정시키는 상부 지지부재(27)와; 상기 중심축의 하부에 설치되며 십자형 지지체(28a)와 더불어서 중심축을 고정시키는 하부 지지부재(28)를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 볼베어링 구조체(22)는, 상기 외부 하우징에 결합되는 외부 링형 구조체(22a)와; 상기 외부 링형 구조체와 일정간격 이격되어 설치되는 내부 링형 구조체(22c)와; 상기 외부 링형 구조체 및 내부 링형 구조체의 사이에 삽입되며 내부 링형 구조체가 자유롭게 자체 회전하도록 구름운동을 제공하는 볼베어링(22b)으로 이루어짐이 특징이다.

또한, 상기 압전소자(25)는, 제 1 압전층(25a)과, 제 2 압전층(25b)이 일정 간격을 사이에 두고 쌍으로 설치되어, 상기 제1, 2 압전층(25a, 25b)은 두께 방향으로 분극되어 진동이 발생되면 압전 효과에 의해 전압을 생성되며, 상기 제1, 2 압전층(25a, 250b)의 강성을 보강강하도록 그 사이에 금속 심(25c)을 삽입 설치하여 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 상기 압전소자(25)는, 상기 제 1 압전층(25a) 및 제 2 압전층(25b)에 전기적으로 연결되는 전원(25e) 및; 상기 압전소자의 출력전압의 변화를 이용하여 냉각수의 흐름을 감지하기 위한 감지부(25f)를 포함하여 구성함이 특징이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 금형 내부에 각 온도센서 및 압력센싱수단을 장착하고, 상기 센서로부터 데이터를 획득하되, 데이터를 통합관리하여 필요한 데이터를 즉각 분석하여 다른 시스템에 그대로 적용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체 구성 블록도.
도 2는 본 발명의 데이터 수집 수단을 금형장치에 적용한 개념도.
도 3은 본 발명의 압력센싱수단 구성도.
도 4는 본 발명의 압력센싱수단 단면도.
도 5는 본 발명의 압력센싱수단 분해사시도.
도 6은 본 발명의 압력센싱수단 제 1 동작도.
도 7은 본 발명의 압력센싱수단 제 2 동작도.
도 8은 본 발명의 압전소자 전지적 연결 구성도.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 전체 구성 블록도.

도 2는 본 발명의 데이터 수집 수단을 금형장치에 적용한 개념도.

도 3은 본 발명의 압력센싱수단 구성도.

도 4는 본 발명의 압력센싱수단 단면도.

도 5는 본 발명의 압력센싱수단 분해사시도.

도 6은 본 발명의 압력센싱수단 제 1 동작도.

도 7은 본 발명의 압력센싱수단 제 2 동작도.

도 8은 본 발명의 압전소자 전지적 연결 구성도로서,

본 발명에 적용되는 금형은 고정형판(M1)과 이동형판(M2)에 일체로 부설된 코어(C)의 사이에 형성된 캐비티에 수지를 주입하여 사출물(P)를 성형하게 된다. 그런데, 코어에는 온도 측정센서의 삽입을 위한 센서 삽입홀(H)뿐만 아니라 금형의 냉각을 위한 냉각수가 흐르기 위한 냉각수 통로(F)가 형성되며, 사출물(P)의 취출을 위한 이젝터 핀(SP)이 삽입되는 핀홀의 가공 등이 이루어지게 된다. 도면에는 이젝터 핀(SP)이 이젝터 플레이트(E)와 함께 상하이동되게 고정형판(M1)에 설치된 실시예가 도시되어 있으나 상기 이젝터 핀은 이동형판(M2) 및 코어(C)에 설치될 수 있다.

그리고, 상기 금형에는 온도센서(10) 및 압력센싱수단(20)이 더 부가되어 설치되며, 상기 온도센서(10) 및 압력센싱수단(20)으로부터 데이터를 추출하여 처리하는 신호증폭부(30)와, 인터페이스부(40)와, 신호분석부(50)와, 성형해석부(60)와, 시간검출부(70)와, 디스플레이부(80)와, 제어부(90)를 포함하여 구성한다.

즉, 본 발명은 금형 내부의 온도를 측정하는 온도센서(10)와;

금형 내부의 압력을 측정하는 압력센싱수단(20)과;

상기 온도센서와 압력센서를 통해 전달되는 신호를 증폭시키는 신호증폭부(30)와;

상기 신호증폭부를 통해 증폭된 신호를 디스플레이할 수 있도록 인터페이스하는 인터페이스부(40)와;

상기 온도센서와 압력센서를 통해 얻어진 신호를 분석하여 최적의 보압시간과 압력, 냉각 시간을 분석하는 신호분석부(50)와;

금형 설계에 따른 사출 온도 및 사출속도와 보압전환 시점에 관한 성형 조건을 해석하고, 해석에 따라 사출 조건을 예측하며 예측된 조건을 기준으로 유동선단을 예측하는 성형해석부(60)와;

충진의 시작 시간과 종료 시간을 검출하는 시간검출부(70)와;

상기 각 부를 통해 출력되는 충진 시간, 보압전환 시점, 냉각 시간 및 온도, 압력에 관한 정보를 사용자에게 출력시키는 디스플레이부(80)와;

상기 각 부와 전기적으로 연결되어 전반적인 제어를 담당하는 제어부(90);를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 온도센서(10)는, 게이트 일측에 설치하거나, 충진 종점에 설치하는 것을 특징으로 하며, 상기 압력센서는, 게이트 일측에 설치하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 구성으로 통해 온도 센서(10)를 이용하여 캐비티 내부의 사출성형공정을 모니터링할 수 있게 된다.

상기 디스플레이부(80)는 각 부에서 측정된 데이터가 레벨 미터로 표현되도록 하여 제품의 양,부를 판정하여주므로 작업자가 쉽게 사용가능하도록 한 것을 특징으로 하고 있다.

상기 온도센서(10)는 금형 내부의 온도를 측정하며, 게이트 일측에 설치하거나, 충진 종점에 설치하는 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 게이트 일측에 구성한 온도센서와 충진 종점에 구성한 온도 센서를 통해서 충진의 시작과 종료 시간을 검출할 수 있으며, 종료 시점과 응고 온도를 통해서 보압 절환 시기를 실제 성형 상태에 따라 검출할 수 있게 된다.

바람직하게는 금형에 응답속도가 빠르고, 300℃ 이하 온도를 계측할 수 있는 열전대 방식의 온도 센서이어야 한다.

상기한 인터페이스부(40)는 센서의 신호를 신호증폭부를 통해 증폭하여 표시할 수 있도록 제어부와 인터페이스할 수 있도록 하여 금형 내부의 온도를 통해서 실제 성형조건을 파악할 수 있게 되는 것이다.

상기 디스플레이부(80)를 통해 중요한 값들이 사용자들에게 표시될 수 있도록 함으로써 표시값으로 성형 품질을 관리할 수 있게 된다.

일반적으로 수지의 용융 온도가 180 ~ 250℃이므로 온도 센서를 수지와 직접적으로 접촉시킬 경우 센서가 오동작하거나 타버리게 되므로 온도 센서를 수지와 가까이 접촉시키지 않고 금형에 매립을 하기 때문에 표면에서 매입거리가 문제가 될 수 있어 보통 1센티미터 이상 띄워서 매립을 하게 된다.

결국, 이에 측정되는 온도는 상기한 180 ~ 250℃보다 낮게 형성되게 된다.

예로 제시된 사출시작은 24℃이며, 일정시간이 지난 뒤 금형표면온도는 24℃와 같거나 약간 떨어지게 되며, 온도센서가 위치한 곳에 수지가 도달하는 시간은 4초 정도이며, 이때 측정되는 온도가 32℃까지 올라가게 되고, 시간이 지날수록 서서히 온도가 내려가게 되는 것을 나타낸 것이다.

예를 들어 온도가 28℃ ~ 30℃ 정도 구간에서 센싱을 하게 되면, 이때를 보합전환시점으로 정할 수 있거나 게이트 온/오프 시점으로 정할 수 있으며, 보합전환시점 및 게이트 온/오프 시점으로 동시에 정할 수 있게 된다.

또한, 캐비티의 온도가 떨어지는 29초 정도에서 냉각완료신호를 전송하게 되면 냉각완료가 되어 금형에서 제품을 추출하게 되는 것이다.

본 발명의 압력센싱수단(20)의 구성요소는 크게 외부 하우징(21)과, 볼베어링 구조체(22)와, 간격제(23)와, 내부 하우징(24)과, 압전소자(25)와, 중심축(26)과, 상부 지지부재(27)와, 하부 지지부재(28)로 이루어지다.

상기 외부 하우징(21)은 외측에 나사산이 형성되어 이루어지고, 원통형 형태로 이루어진다.

상기 볼베어링 구조체(22)는 외부 하우징의 내측 상하부에 설치되어 외부 링형 구조체(22a)와 볼베어링(22b)과 내부 링형 구조체(22c)로 이루어지며 볼베어링의 자체 구름 운동에 의해서 내부 링형 구조체가 회전운동을 한다.

상기 간격제(23)는 외부 하우징의 내측 중앙부에 설치하되 상하쪽에 볼베어링 구조체가 삽입 결합되며, 볼베어링 구조체의 외부 링형 구조체를 고정시키는 역할을 한다.

상기 내부 하우징(24)은 볼베어링 구조체의 내부 링형 구조체에 결합되며 내측으로 나선형 날개가 결합되어 이루어지며, 냉각수의 흐름이 나선형 날개(24a)에 제공되어 그 흐름이 날개에 가해지면 볼베어링의 구름작용에 의한 내부 링형 구조체의 작용에 의해서 자연스럽게 자체 회전 현상을 일으킨다.

상기 압전소자(25)는 날개에 접촉되는 위치에 설치되며 날개의 회전에 따라 충돌하여 전기를 발생시킨다.

상기 중심축(26)은 압전소자를 외부 하우징에 결합시켜 압전소자를 고정시키며, 이에 따라 날개의 회전력에 의해서 압전소자가 충격을 받아 전기가 생성되도록 유도한다.

상기 상부 지지부재(27)는 중심축의 상부에 설치되며 십자형 지지체(27a)와 더불어서 중심축을 고정시키는 역할을 한다.

상기 하부 지지부재(28)는 중심축의 하부에 설치되며 십자형 지지체(28a)와 더불어서 중심축을 고정시키는 역할을 한다.

상기 압전소자(25)는, 제 1 압전층(25a)과, 제 2 압전층(25b)이 일정 간격을 사이에 두고 쌍으로 설치되며, 상기 제1, 2 압전층(25a, 25b)은 두께 방향으로 분극되어 진동이 발생되면 압전 효과에 의해 전압을 생성한다.

상기 금속 심(25c)은 상기 제1, 2 압전층(25a, 250b)의 강성을 보강한다.

상기 압전층(25a, 25b)은 굴곡됨에 따라 전기적 저항 특성이 변하게 된다. 즉, 상기 압전층(25a, 25b)이 유속의 차이에 따라 굴곡되는 정도에 따라 특정값의 저항을 갖게 된다. 따라서, 상기 압전층(25a, 25b)은 굴곡된 정도에 따라 폐루프를 이루면서 연결된 전원(25e) 및 감지부(25f)에 흐르는 전류값을 변화시킨다. 따라서, 유체의 유속을 감지하는 것이 가능하다.

상기 와이어(25d)는 상기 압전층(25a, 25b), 전원(25e) 및 감지부(25f)의 사이를 연결하여 폐루프를 형성한다. 따라서, 상기 와이어(25d)를 통해 상기 전원(25e)으로부터의 전류가 흐를 수 있고, 전류값의 변화를 상기 감지부(25f)가 인지하여 유속을 측정할 수 있게 된다.

상기 전원(25e)은 상기 압전층(25a, 25b) 및 감지부(25f)와 함께 폐루프를 구성한다. 상기 전원(25e)은 상기 압전층(25a, 25b)에 대해 지속적으로 일정한 전압의 전력을 인가하고, 이에 따라 상기 폐루프에서 전류가 흐르도록 한다. 또한, 상기 전원(25e)으로부터 인가되는 일정한 전압에 비해, 유속에 의해 상기 압전층(25a, 25b)의 저항값이 달라지면, 상기 폐루프의 전류값이 달라지게 되므로, 이에 따라 유속을 측정할 수 있다.

상기 감지부(25f)는 상기 압전층(25a, 25b) 및 전원(25e)와 함께 구성된 폐루프에 흐르는 전류값을 통해 유속을 측정할 수 있다. 상기 감지부(25f)는 상기 압전층(25a, 25b)에 비해 매우 작은 값을 갖는 저항으로 구성되어, 전체 회로에는 영향을 주지 않으면서도 측정된 전압값을 통해 전체 전류를 구할 수 있도록 설계될 수 있다.

상기와 같이 구성하는 본 발명의 압력센싱수단(20)의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.

냉각수가 유입되면 내부 하우징(24)의 날개(24a)가 회전하게 된다. 상기 날개는 경사지게 형성되어 있으므로 물의 유입에 따라 자연스럽게 회전이 이루어진다.

이때, 상기 날개는 내부 하우징(24)에 설치되어 있으므로 내부 하우징(24)이 회전하게 되고, 상기 내부 하우징(24)은 볼베어링 구조체(22)의 지지에 따라 자연스럽게 회전작용이 발생하게 된다.

상기 볼베어링 구조체(22)는 외부 링형 구조체(22a)와 볼베어링(22b)과 내부 링형 구조체(22c)로 이루어지는바, 외부 링형 구조체는 외부 하우징에 고정된 상태를 유지하고, 내부 링형 구조체(22)가 볼베어링(22b)의 구름작용에 따라 자연스럽게 회전작용을 일으킨다.

그리고, 상기 중심축(26)에는 압전소자(25)가 설치되어 있는바, 상기 압전소자(25)를 날개(24)가 타격하게 된다.

그러면, 중심축(26)에 설치되는 압전소자(25)의 전기발생으로 인하여 폐루프를 형성하는 전기적 회로에 의해서 물의 흐름 속도를 유추할 수 있게 된다.

즉, 냉각수의 흐름이 빠르면 날개(24)의 회전속도가 빨라져서 압전소자(25)에 타격되는 충격이 많아지므로 압전소자(25)에서 발생하는 전기량이 많아지게 되고, 냉각수의 흐름이 늦게 되면 날개(24)의 회전속도가 느려져서 압전소자(25)에 타격되는 충격이 적어져 압전소자(25)에서 발생하는 전기량이 적어지게 되는 것이다.

감지부(25f)에서는 압전소자(25)의 전기량을 파악하여 냉각수의 흐름을 실시간으로 파악할 수 있으며, 이에 따라 금형의 냉각속도를 적절히 제어할 수 있게 된다.

즉, 금형의 냉각속도를 높이기 위해서는 냉각수의 흐름을 빠르게 할 수 있도록 펌핑수단을 작동시키고, 아울러 냉각수 펌핑수단의 작동에 의해서 실제로 냉각수의 속도를 곧바로 인지할 수 있으므로 냉각수 펌핑수단의 고장여부 까지도 곧바로 파악할 수 있게 된다.

즉, 냉각수 펌핑수단이 고장을 일으켜 냉각수의 흐름 속도가 변하지 않으면 이를 압전소자를 통해 파악할 수 있으므로 경고수단을 통해 사용자가 곧바로 조치할 수 있도록 유도하는 것이다.

10: 온도센서
20: 압력센싱수단
21: 외부 하우징
22: 볼베어링 구조체
23: 간격제
24: 내부 하우징
25: 압전소자
26: 중심축
27: 상부 지지부재
28: 하부 지지부재
30: 신호증폭부
40: 인터페이스부
50: 신호분석부
60: 성형해석부
70: 시간검출부
80: 디스플레이부
90: 제어부

Claims (5)

1. 금형 내부의 온도를 측정하는 온도센서(10)와;
   금형 내부의 압력을 측정하는 압력센싱수단(20)과;
   상기 온도센서와 압력센서를 통해 전달되는 신호를 증폭시키는 신호증폭부(30)와;
   상기 신호증폭부를 통해 증폭된 신호를 디스플레이할 수 있도록 인터페이스하는 인터페이스부(40)와;
   상기 온도센서와 압력센서를 통해 얻어진 신호를 분석하여 최적의 보압시간과 압력, 냉각 시간을 분석하는 신호분석부(50)와;
   금형 설계에 따른 사출 온도 및 사출속도와 보압전환 시점에 관한 성형 조건을 해석하고, 해석에 따라 사출 조건을 예측하며 예측된 조건을 기준으로 유동선단을 예측하는 성형해석부(60)와;
   충진의 시작 시간과 종료 시간을 검출하는 시간검출부(70)와;
   상기 각 부를 통해 출력되는 충진 시간, 보압전환 시점, 냉각 시간 및 온도, 압력에 관한 정보를 사용자에게 출력시키는 디스플레이부(80)와;
   상기 각 부와 전기적으로 연결되어 전반적인 제어를 담당하는 제어부(90);를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 데이터 통합 관리기능을 갖는 사출성형 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 압력센싱수단(20)은,
   외측에 나사산이 형성되어 이루어지고, 원통형 형태로 이루어지는 외부 하우징(21)과;
   상기 외부 하우징의 내측 상하부에 설치되어 자체 구름에 의해서 회전 운동을 유지시키는 볼베어링 구조체(22)와;
   상기 외부 하우징의 내측 중앙부에 설치하되 상하쪽에 볼베어링 구조체가 삽입 결합되며, 볼베어링 구조체를 고정시키는 간격제(23)와;
   상기 볼베어링 구조체에 결합되며 내측으로 나선형 날개가 결합되어 이루어지며, 냉각수의 흐름이 나선형 날개(24a)에 제공되어 그 흐름이 날개에 가해지면 볼베어링 구조체의 구름작용에 의해 자연스럽게 자체 회전 현상을 일으키는 내부 하우징(24)과;
   상기 날개에 접촉되는 위치에 설치되며 날개의 회전에 따라 충돌하여 전기를 발생시키는 압전소자(25)와;
   상기 압전소자를 외부 하우징에 결합시켜 압전소자를 고정시키며, 이에 따라 날개의 회전력에 의해서 압전소자가 충격을 받아 전기가 생성되도록 유도하는 중심축(26)과;
   상기 중심축의 상부에 설치되며 십자형 지지체(27a)와 더불어서 중심축을 고정시키는 상부 지지부재(27)와;
   상기 중심축의 하부에 설치되며 십자형 지지체(28a)와 더불어서 중심축을 고정시키는 하부 지지부재(28)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 데이터 통합 관리기능을 갖는 사출성형 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 볼베어링 구조체(22)는,
   상기 외부 하우징에 결합되는 외부 링형 구조체(22a)와;
   상기 외부 링형 구조체와 일정간격 이격되어 설치되는 내부 링형 구조체(22c)와;
   상기 외부 링형 구조체 및 내부 링형 구조체의 사이에 삽입되며 내부 링형 구조체가 자유롭게 자체 회전하도록 구름운동을 제공하는 볼베어링(22b)으로 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 통합 관리기능을 갖는 사출성형 시스템.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 압전소자(25)는, 제 1 압전층(25a)과, 제 2 압전층(25b)이 일정 간격을 사이에 두고 쌍으로 설치되어, 상기 제1, 2 압전층(25a, 25b)은 두께 방향으로 분극되어 진동이 발생되면 압전 효과에 의해 전압을 생성되며, 상기 제1, 2 압전층(25a, 250b)의 강성을 보강강하도록 그 사이에 금속 심(25c)을 삽입 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터 통합 관리기능을 갖는 사출성형 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 압전소자(25)는,
   상기 제 1 압전층(25a) 및 제 2 압전층(25b)에 전기적으로 연결되는 전원(25e) 및;
   상기 압전소자의 출력전압의 변화를 이용하여 냉각수의 흐름을 감지하기 위한 감지부(25f)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 데이터 통합 관리기능을 갖는 사출성형 시스템.

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