KR20170048776A - Method for controlling injection molding machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 사출성형기의 제어방법에 관한 것으로, 특히 시간에 따른 수지온도 변화에 대처하여 성형사이클 간 수지 균일성을 유지할 수 있도록 하는 사출성형기의 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
사출성형기는 원료수지를 배럴(또는 실린더라고 함)에 공급하여 배럴에서 수지를 용융시켜 계량하며, 해당 계량된 용융수지를 배럴 내 스크류에 의해 배럴 선단에 구비된 노즐 측으로 이송(가압)하여 금형에 주입함으로써 성형품을 제작한다.The injection molding machine feeds the raw resin to the barrel (or a cylinder), melts the resin in the barrel and measures it, and the metered molten resin is transferred (pressurized) to the nozzle side provided at the tip of the barrel by the screw in the barrel, And a molded product is produced by injection.
이러한 사출성형기의 성형사이클은 크게 수지를 용융 및 계량하는 가소화/계량공정, 용융수지를 금형 내에 적절한 속도로 사출하는 충진공정 및 금형 내의 성형품의 중량편차를 줄이기 위해 일정 압력을 가하면서 냉각하는 보압공정으로 구성된다. 보압공정 이후에는 계량공정으로 되돌아가 다음 성형사이클로 진입한다.The molding cycle of such an injection molding machine is largely divided into a plasticizing / metering process for melting and metering the resin, a filling process for injecting the molten resin into the mold at a proper speed, and a holding process for cooling the mold while constant pressure is applied to reduce the weight deviation of the molded product in the mold Process. After the holding process, the process returns to the weighing process and enters the next molding cycle.
이 중 사출성형기의 통상적인 계량공정을 살펴보면 다음과 같다.A typical measuring process of the injection molding machine is as follows.
우선, 수지 판매처에서 제공하는 배럴온도 설정조건을 기준으로 사용자가 직접 배럴온도를 설정한다.First, the user directly sets the barrel temperature on the basis of the barrel temperature setting condition provided by the resin dealer.
또한, 냉각시간 안에 다음 사출을 위한 계량이 완료되어야 하므로 냉각시간을 고려하여 사용자가 스크류의 계량 rpm과 스크류의 배압을 임의로 설정한다.Also, since the weighing for the next injection should be completed within the cooling time, the user arbitrarily sets the weighing rpm of the screw and the back pressure of the screw in consideration of the cooling time.
이후, 동일 금형 또는 동일 수지의 재성형시 사용자는 기존에 입력된 계량조건(배럴온도, 스크류의 계량 rpm 및 배압)을 불러와 해당 계량조건에 따라 계량동작을 진행할 수 있다.Then, when re-molding the same mold or the same resin, the user can load the existing weighing conditions (barrel temperature, weighing rpm and back pressure of the screw) and proceed the weighing operation according to the weighing conditions.
한편, 일반적으로 금형을 수정하고 설계하는데 성형 해석 결과를 사용하나 성형 패턴 변형 등의 해석 결과와 실제 성형품 간의 차이가 발생한다.On the other hand, generally, the result of molding analysis is used to modify and design the mold, but the difference between the result of analysis such as molding pattern deformation and the actual molded product occurs.
대표적으로, 계량시 수지의 실제 온도 분포는 불균일하게 나타나기 마련이며, 수지온도가 불균일한 경우 수지온도에 따라 변화하는 수지의 유동성(점도) 또한 달라지게 된다(온도 ↑= 점도 ↓, 온도 ↓= 점도 ↑).Typically, the actual temperature distribution of the resin at the time of metering becomes uneven, and when the resin temperature is non-uniform, the fluidity (viscosity) of the resin varies depending on the resin temperature (temperature ↑ = viscosity ↓, temperature ↓ = viscosity ↑).
성형 해석은 수지의 온도가 균일한 상태라는 가정 하에 진행되며, 이 경우 수지의 점도가 동일하므로 유동 패턴이 항상 동일하다. 반면, 실 성형의 경우 수지의 온도가 시간이 경과함에 따라 변화하며 이로 인해 수지의 점도가 불균일해져 동일 속도로 사출하여도 유동 패턴이 달라지게 된다.The molding analysis proceeds under the assumption that the temperature of the resin is uniform. In this case, since the viscosity of the resin is the same, the flow pattern is always the same. On the other hand, in the case of yarn molding, the temperature of the resin changes with the lapse of time, which causes the viscosity of the resin to become uneven, and the flow pattern changes even if it is injected at the same speed.
도 1은 종래 경과시간에 따른 불균일한 수지온도 분포(1일 생산 기준)를 예시적으로 보인 도면이다.FIG. 1 is an illustration showing an uneven resin temperature distribution (one day production standard) according to the past elapsed time.
도 1에서, G11, G12, G13은 각각 수지온도, 사출부하, 성형품의 중량을 나타낸다.In Fig. 1, G11, G12, and G13 indicate the resin temperature, injection load, and weight of the molded article, respectively.
사출성형기에 사용되는 수지의 온도는 주변온도나 배럴 히터의 사이클 변화(짧은 사이클 내 배럴 히터의 온/오프 휴지시간) 등 환경의 영향으로, 도시된 바와 같이 시간에 따라 변화하여 불균일하게 나타난다(G11).The temperature of the resin used in the injection molding machine varies with time and appears uneven due to environmental influences such as the ambient temperature or the cycle change of the barrel heater (on / off stop time of the barrel heater in a short cycle) ).
이처럼 수지의 온도가 불안정하면 그에 상응하여 수지의 점도도 불안정해지며, 이로 인해 수지를 금형 내로 사출할 때 응력이 불균일해져 사출부하가 변화(G12)되고 냉각이 균일하게 이루어지지 않아서 불량을 유발하는 성형품의 중량 편차(G13)나 변형 등이 발생할 수 있다.When the temperature of the resin is unstable, the viscosity of the resin becomes unstable correspondingly. Therefore, when the resin is injected into the mold, the stress is uneven, the injection load is changed (G12), the cooling is not uniformly performed, Weight deviation (G13) or deformation of the molded article may occur.
즉, 동일 금형 또는 동일 수지의 재성형시 각 성형사이클마다 동일한 계량조건을 적용하여 성형하더라도, 시간이 경과함에 따라 수지의 상태가 달라지고, 불균일한 수지의 상태로 인해 성형품의 중량 편차나 변형 등의 불량이 발생하여 성형품질이 저하되는 문제점이 있다.That is, even if the same molding conditions are applied for each molding cycle in the case of molding the same mold or the same resin again, the state of the resin is changed with the lapse of time, and due to the uneven state of the resin, And the molding quality is deteriorated.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 경과시간 및 성형사이클 간 환경 변화에 따른 수지온도 변화에 능동적으로 대응하여 균일한 상태의 가소화된 수지를 금형 내에 공급함으로써 불균일한 수지온도에 의한 불량을 방지하여 성형품질을 높일 수 있도록 하는 사출성형기의 제어방법을 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and its object is to provide a method of manufacturing a plastic mold, which is capable of actively coping with changes in resin temperature due to changes in environment between elapsed time and molding cycles, So that it is possible to prevent defects due to uneven resin temperature and to improve the molding quality, and to provide a control method of an injection molding machine.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출성형기의 제어방법은 기 설정된 계량조건에 따라 복수의 성형사이클 동안 사출성형기를 운전하는 단계; 상기 복수의 성형사이클 동안 각 성형사이클의 수지상태값을 검출하는 단계; 상기 복수의 성형사이클 간의 수지상태값 변화 추이를 모니터링하는 단계; 및 상기 모니터링 결과에 따라 수지상태값이 기 설정된 기준값을 추종하도록 상기 계량조건을 조정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a control method for an injection molding machine, including: operating an injection molding machine during a plurality of molding cycles according to predetermined metering conditions; Detecting a resin state value of each molding cycle during the plurality of molding cycles; Monitoring a transition of the resin state value between the plurality of molding cycles; And adjusting the metering condition so that the resin state value follows a predetermined reference value according to the monitoring result.
본 발명에 따른 사출성형기의 제어방법에서, 상기 계량조건 조정시에 후속 운전되는 복수의 성형사이클을 통해 수지상태값이 상기 기준값을 추종하도록 계량조건을 점진적으로 변화시킬 수 있다.In the control method of an injection molding machine according to the present invention, the metering condition may be gradually changed so that the resin state value follows the reference value through a plurality of molding cycles that are operated at the time of adjusting the metering condition.
본 발명에 따른 사출성형기의 제어방법에서, 상기 수지상태값은 수지온도일 수 있으며, 이 경우 수지온도가 기준값으로부터 상승하는 추세이면 스크류 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 낮추어 수지온도를 낮추는 방향으로 조정하고, 수지온도가 기준값으로부터 하강하는 추세이면 스크류 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 높여 수지온도를 높이는 방향으로 조정할 수 있다.In the control method of the injection molding machine according to the present invention, the resin state value may be the resin temperature, and in this case, if the resin temperature rises from the reference value, the weighing condition value of at least one of the screw metering RPM, back pressure, And if the resin temperature falls from the reference value, it is possible to adjust the direction of increasing the resin temperature by raising the value of at least one of the screw metering RPM, the back pressure, and the barrel temperature.
본 발명에 따른 사출성형기의 제어방법에서, 상기 수지상태값은 수지압력일 수 있으며, 이 경우 수지압력이 기준값으로부터 상승하는 추세이면 스크류 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 낮추어 수지압력을 낮추는 방향으로 조정하고, 수지압력이 기준값으로부터 하강하는 추세이면 스크류 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 높여 수지압력을 높이는 방향으로 조정할 수 있다.In the control method of the injection molding machine according to the present invention, the resin state value may be a resin pressure, and in this case, if the resin pressure rises from the reference value, the metering condition value of at least one of the screw metering RPM, back pressure, If the resin pressure falls from the reference value, it can be adjusted in the direction of increasing the resin pressure by raising the weighing condition value of at least one of the screw metering RPM, back pressure and barrel temperature.
본 발명에 따른 사출성형기의 제어방법에서, 상기 수지상태값은 사출압력일 수 있으며, 이 경우 사출압력이 기준값으로부터 상승하는 추세이면 스크류 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 낮추어 사출압력을 낮추는 방향으로 조정하고, 사출압력이 기준값으로부터 하강하는 추세이면 스크류 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 높여 사출압력을 높이는 방향으로 조정할 수 있다.In the control method of the injection molding machine according to the present invention, the resin state value may be an injection pressure, and in this case, if the injection pressure is a tendency to rise from the reference value, lower the metering condition value of the screw metering RPM, back pressure, If the injection pressure falls from the reference value, it can be adjusted to increase the injection pressure by raising the weighing condition value of at least one of screw metering RPM, back pressure and barrel temperature.
본 발명에 의한 사출성형기의 제어방법에 따르면, 경과시간 및 성형사이클 간 환경 변화에 따른 수지온도 변화에 능동적으로 대응하여 균일한 상태의 가소화된 수지를 금형 내에 공급할 수 있으며 그럼으로써 불균일한 수지온도에 의한 불량을 방지하여 성형품질을 높일 수 있다.According to the control method of an injection molding machine according to the present invention, plasticized resin in a uniform state can be supplied in a mold actively responding to a change in resin temperature due to an environmental change between an elapsed time and a molding cycle, And the molding quality can be improved.
도 1은 종래 불균일한 수지온도 분포를 예시적으로 보인 도면.
도 2는 본 발명이 적용되는 사출성형기의 개략적 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기 제어장치의 개략적 구성도.
도 4a 내지 도 4c는 도 3에 나타난 제어장치의 동작을 설명하기 위한 참조도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기 제어방법의 흐름도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exemplary illustration of a conventional non-uniform resin temperature distribution.
2 is a schematic structural view of an injection molding machine to which the present invention is applied.
3 is a schematic block diagram of an injection molding machine control apparatus according to an embodiment of the present invention;
4A to 4C are reference views for explaining the operation of the control apparatus shown in Fig. 3; Fig.
5 is a flow chart of a method of controlling an injection molding machine according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사출성형기의 제어방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of controlling an injection molding machine according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명이 적용되는 사출성형기의 개략적 구성도이다.2 is a schematic block diagram of an injection molding machine to which the present invention is applied.
도 2에서는 전동 토글식 사출성형기를 도시하고 있으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명이 적용되는 사출성형기의 종류가 전동 토글식에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 직압식, 유압식 등 다른 종류의 사출성형기에도 적용 가능함은 물론이다.Although the motor-driven toggle injection molding machine is shown in FIG. 2, the injection molding machine to which the present invention is applied is not limited to the electric toggle type, and the present invention may be applied to other types of injection molding machines such as a direct- Of course, it is applicable.
도 2를 참조하면, 본 발명이 적용되는 사출성형기(10)는 사출장치(20) 및 형체장치(30)로 구성된다.2, an
사출장치(20)는 배럴(22)을 구비하고, 배럴(22)에는 고체 수지의 유입 통로인 호퍼(21)가 설치된다. 배럴(22)의 내부에는 스크류(23)가 전후진 또는 회전 가능하게 설치된다. 스크류(23)의 후단은 지지부재(28)에 장착된 계량모터(25)를 통해 벨트풀리의 동력 전달에 의하여 회전 가능하게 지지된다.The
또한 사출장치(20)는 스크류(23)와 평행하게 배치되는 나사축(27)을 가진다. 나사축(27)의 후단은 타이밍벨트에 의해 사출모터(26)의 출력축과 연결된다. 따라서 사출모터(26)에 의해 나사축(27)이 회전될 수 있다. 나사축(27)의 전단은 지지부재(28)에 고정된 너트와 맞물려 있다. 이에 따라 타이밍벨트를 통해 나사축(27)을 회전시키면, 지지부재(28)가 전진 또는 후진이동하고, 그 결과 스크류(23)의 전후진 이동이 가능하게 된다.The
형체장치(30)는 고정형판(31)과, 이동 가능한 이동형판(32)을 가진다. 고정형판(31)과 이동형판(32)에는 각각 고정금형(33), 이동금형(34)이 장착된다. 여기서 고정금형(33)과 이동금형(34)은 금형(35)이라 이름할 수 있다. 또한 금형(35)은 형체장치(30)에 의해 형폐 및 형개가 이루어지고, 형폐 시에 성형품에 대응하는 성형공간(Cavity)이 형성된다.The
이동형판(32)과 고정형판(31)은 타이 바(36)에 의해 연결된다. 이동형판(32)은 타이 바(36)를 따라 슬라이딩 또는 병진 운동이 가능하다.The movable plate (32) and the fixed plate (31) are connected by a tie bar (36). The
또한, 형체장치(30)는 이동형판(32)에 연결되는 토글기구(37)를 가진다. 토글기구(37)의 후단에는 토글기구(37)의 위치를 잡아주는 서포터부(Rear Platen)(38)가 형성된다. 토글기구(37)는 복수의 링크를 가지고, 복수의 링크 사이의 상호 이동에 따라 금형(35)의 형폐 또는 형개가 수행될 수 있다.Further, the
형체장치(30)에 있어서, 구동부인 형체모터(39)를 구동하면, 형체모터(39)의 회전이 타이밍벨트를 통하여 볼나사축으로 전달된다. 그리고, 볼나사축 및 너트에 의하여, 회전운동이 직선운동으로 변환되어 토글기구(37)가 작동한다. 또한, 토글기구(37)의 작동에 의해 이동형판(32)은 타이 바(36)를 따라 이동하여, 고정형판(31)과의 형폐 및 형개 동작이 행하여진다.In the
사출장치(20)에 구비되는 배럴(22)의 일측 끝단에는 수지의 이동경로를 제공하는 노즐(24)이 설치된다. 구체적으로, 호퍼(21)를 통해 배럴(22) 내부로 이동된 고체 수지는 스크류(23)의 전진 이동 및 배럴(22) 내에서의 가열에 의해 용융된다. 용융된 수지는 스크류(23)의 전단에 쌓여 일정량 계량되고, 배럴(22) 선단의 노즐(24)을 통해 사출되어 형체장치(30)의 금형(35) 내로 충진된다.A
이후 금형(35) 내로 충진된 용융수지를 냉각 고화시켜 사출성형을 완료하고 형체모터(39)를 통해 토글기구(37)를 작동시켜 금형(35)을 열고 이젝터를 이용하여 금형에서 성형품을 배출하게 된다.Thereafter, the molten resin filled in the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기 제어장치의 개략적 구성도이다.3 is a schematic block diagram of an injection molding machine control apparatus according to an embodiment of the present invention.
먼저, 한 성형사이클 동안의 사출성형기(10)의 동작을 설명하면 다음과 같다.First, the operation of the
계량공정에 있어서는, 제어장치(50)의 제어 하에 가열된 배럴(22) 내에 있는 스크류(23)가 계량모터(25)에 의해 회전함에 따라, 호퍼(21)로부터 공급되는 수지가 배럴(22) 안에서 용융되면서 스크류(23)의 회전에 의해 배럴(22) 내 스크류(23)의 전방에 쌓이게 된다.The resin supplied from the
용융수지가 배럴(22)의 전방에 쌓여감에 따라 스크류(23)는 용융수지의 압력(배압)을 받게 되고, 기 설정된 배압을 기준으로 스크류(23)가 후퇴하게 된다.As the molten resin accumulates in front of the
다음으로, 충진공정에 있어서는, 제어장치(50)가 사출모터(26)를 구동하여 스크류(23)를 전진시키며 스크류(23)의 선단을 피스톤으로 삼아 용융수지를 밀어내 배럴(22) 전방의 노즐(24)을 통해 사출하여 금형(35) 안에 충진한다. 이때 스크류(23)는 용융수지를 노즐(24)로부터 압출하는 반작용력 즉, 사출압력을 받는다.Next, in the filling process, the
다음으로, 보압공정에 있어서, 용융수지가 금형(35)의 캐비티 안에 충만되는 사출종료시점에서는 스크류(23)의 전진운동이 속도제어로부터 압력제어로 전환되어 소정의 압력 즉, 보압을 유지한 상태를 일정시간 유지한다.Next, at the time of completion of the injection at which the molten resin is filled in the cavity of the
금형(35) 내로 충진된 용융수지가 소정의 압력 하에서 냉각 고화되어 사출성형이 완료되면 제어장치(50)가 형체모터(39)를 통해 토글기구(37)를 작동시켜 금형(35)을 열고 이젝터를 이용하여 금형에서 성형품을 배출하게 된다.When the molten resin filled in the
제어장치(50)는 이와 같은 통상의 성형사이클로 사출성형기(10)를 운전하며, 사출성형기(10)는 제어장치(50)의 제어 하에 해당 성형사이클을 반복하면서 복수의 성형품을 제조하게 된다.The
그런데, 전술한 바와 같이 시간이 경과함에 따라 성형사이클 간 환경 변화에 따라 수지온도가 변화되며(도 1 참조), 불균일한 수지상태(온도나 점도)로 인해 안정적인 품질의 계량수지를 금형(35) 내에 공급하기가 어렵고 이는 성형품질을 저하시키는 원인이 된다.However, as described above, the resin temperature changes according to the environmental change between the molding cycles as time elapses (see Fig. 1), and the metering resin of stable quality is stuck to the
본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(50)는 성형사이클 간 수지온도 변화에 능동적으로 대응하여 성형사이클 간 계량조건을 최적 조정함으로써 시간의 흐름에 따라 변화하는 수지의 상태를 균일하게 만들어 주기 위한 것이다.The
이를 위해, 제어장치(50)는 운전 제어부(51), 검출부(52), 모니터링부(53) 및 조정부(54)를 포함할 수 있다.The
운전 제어부(51)는 계량조건을 미리 설정하여 해당 계량조건에 따라 복수(2번 이상)의 성형사이클 동안 사출성형기(10)를 운전하여 성형사이클의 반복에 따라 여러 개(2개 이상)의 성형품을 제조한다.The
이때 계량조건으로는 배럴온도, 스크류의 계량 rpm과, 스크류의 배압, 기타 계량정보 등이 포함될 수 있다.At this time, the weighing conditions may include barrel temperature, weighing rpm of the screw, back pressure of the screw, and other weighing information.
일례로 사용자는 수지 판매처에서 제공하는 배럴온도 설정조건을 기준으로 배럴온도를 직접 설정하고, 성형품의 성형에 필요한 수지의 양을 계산하여 계량거리를 설정하며, 계량완료시간을 설정한다.For example, the user directly sets the barrel temperature based on the barrel temperature setting condition provided by the reseller, sets the weighing distance by calculating the amount of resin necessary for forming the molded product, and sets the weighing completion time.
이 경우 운전 제어부(51)는 스크류(23)의 가소화 능력(kg/hr)을 기준으로 일정량을 계량하기 위한 스크류의 계량 rpm을 결정할 수 있다.In this case, the
혹은 기존에 동일 금형 또는 동일 수지의 성형시 적용된 모든 계량조건(배럴온도, 스크류의 계량 rpm과, 스크류의 배압 등)을 로딩하여 그대로 적용할 수도 있다.(Barrel temperature, weighing rpm of the screw, back pressure of the screw, etc.) applied in the molding of the same mold or the same resin as before.
검출부(52)는 복수의 성형사이클이 진행되어 사출성형기(10)가 운전되는 동안 각 성형사이클마다 수지상태값을 검출한다.The
이때 검출부(52)는 로드셀(52a), 노즐 측 압력센서(52b) 및 노즐 측 온도센서(52c) 중 어느 하나 이상일 수 있다.At this time, the
도 3에서, 로드셀(52a)은 스크류(23)의 후방에 설치되며 성형사이클 중에 스크류(23) 전방에 가해지는 사출압력을 검출하여 제어장치(50)로 제공한다.3, the
노즐 측 압력센서(52b)는 배럴(22) 선단의 노즐(24) 측에 설치되며 성형사이클 중에 수지압력을 직접 검출하여 제어장치(50)로 제공한다.The nozzle
노즐 측 온도센서(52c)는 배럴(22) 선단의 노즐(24) 측에 설치되며 성형사이클 중에 수지온도를 검출하여 제어장치(50)로 제공한다.The nozzle
수지의 점도와 온도는 밀접한 관계가 있으므로 두 가지 중 하나의 상태값만으로도 수지의 균일한 정도(균일성)를 확인할 수 있다.Since the viscosity and temperature of the resin are closely related, the uniformity (uniformity) of the resin can be confirmed by only one state value of the two.
또한, 수지의 점도가 불균일하면 동일 속도로 사출하여도 사출압력 또는 수지압력이 그에 상응하여 불균일하게 나타난다.In addition, if the viscosity of the resin is not uniform, injection pressure or resin pressure appears unevenly even if the resin is injected at the same speed.
따라서, 성형사이클 간 계량조건 조정의 기준이 되는 각 성형사이클의 수지상태값으로서 수지온도, 사출압력이나 수지압력 중 어느 하나를 이용하여 이를 통해 수지의 균일성, 즉 수지의 점도가 균일한지 여부를 파악할 수 있다.Therefore, by using any one of the resin temperature, the injection pressure and the resin pressure as the resin state value of each molding cycle as a reference for adjusting the weighing conditions between molding cycles, it is possible to determine whether the uniformity of the resin, .
검출부(52)를 통해 얻어지는 수지상태값은 노즐 측 온도센서(52c)를 통해 측정한 수지온도일 수도 있고, 혹은 로드셀(52a)을 통해 측정한 사출압력이나, 노즐 측 압력센서(52b)를 통해 측정한 수지압력일 수도 있다.The resin state value obtained through the
또한 수지상태값은 각 성형사이클(예컨대 사출구간)마다 검출되는 대표값일 수도 있고, 각 성형사이클의 시간 동안 주기적으로 혹은 특정 시점마다 검출되는 복수의 값이나 그 평균값일 수도 있다.The resin state value may be a representative value detected for each molding cycle (e.g., an injection section), or may be a plurality of values detected periodically or at specific time points during each molding cycle, or an average thereof.
모니터링부(53)는 검출부(52)를 통해 얻어지는 각 성형사이클의 수지상태값을 전달받아 복수의 성형사이클 간의 수지상태값 변화 추이를 모니터링한다.The
즉 전술한 모니터링부(53)는 복수의 성형사이클에 걸쳐 로드셀(52a)을 이용해 검출되는 각 성형사이클별 사출압력 변화를 모니터링하거나, 노즐 측 압력센서(52b)를 통해 검출되는 각 성형사이클별 수지압력 변화를 모니터링하거나, 노즐 측 온도센서(52c)를 통해 검출되는 각 성형사이클별 수지온도 변화를 모니터링할 수 있다.That is, the above-described
조정부(54)는 모니터링부(53)의 모니터링 결과에 의거하여 수지상태값이 기 설정된 기준값을 추종하도록 계량조건을 조정한다.The
이때 조정부(54)는 모니터링 결과에 따라 계량조건 중 배럴온도, 스크류의 계량 rpm, 스크류의 배압 중 하나 이상의 값을 적절히 조정하여 재설정할 수 있다.At this time, the adjusting
즉 조정부(54)는 로드셀(52a)을 통해 확인되는 성형사이클 간 사출압력이 일정한 기준값을 추종하도록, 또는 노즐 측 압력센서(52b)를 통해 확인되는 성형사이클 간 수지압력이 기준값을 추종하도록, 또는 노즐 측 온도센서(52c)를 통해 확인되는 수지온도가 기준값을 추종하도록, 배럴온도, 스크류 계량 rpm 및 배압을 선택적으로 혹은 동시에 조절할 수 있다.That is, the adjusting
사출압력/수지압력/수지온도 변화에 따른 배럴온도/스크류 계량 rpm/배압 조정이 완료되면 이를 포함하는 계량조건이 갱신 저장되어 후속 성형사이클에서 조정된 계량조건 하에 사출성형기(10)가 운전될 수 있게 된다.When the barrel temperature / screw metering rpm / back pressure adjustment according to the injection pressure / resin pressure / resin temperature change is completed, the metering condition including the metering condition is updated and the
이와 같이, 제어장치(50)는 노즐 측 온도센서(52c)를 통해 측정되는 성형사이클 간 수지온도 추이를 모니터링하거나, 노즐 측 압력센서(52b)를 통해 측정되는 성형사이클 간 수지압력 추이를 모니터링하거나, 로드셀(52a)을 통해 측정되는 사출압력 추이를 모니터링하여 수지의 균일성을 파악하고, 성형사이클 간 수지상태가 균일해지도록 계량조건(배럴온도/스크류 계량 rpm/배압 중 하나 이상)을 조정할 수 있다.As such, the
또한, 이를 위해, 제어장치(50)는 예컨대 성형사이클 동안의 적어도 하나의 시점(예컨대 사출구간의 중간시점 등)에서 온도 또는 압력의 형태로 적어도 하나의 수지상태값을 측정하고 복수 성형사이클에 걸쳐 이를 기록하여 추이를 모니터링할 수 있다.For this purpose, the
그리고, 해당 모니터링 결과를 기초로 성형사이클 간 수지상태값이 일정범위로 유지되는지 혹은 상승/하강 추세로 변화하는지 여부를 파악하여 이에 따라 계정조건을 유연하게 조정하여 후속 성형사이클에 실시간으로 적용시킬 수 있다.Based on the monitoring result, it is possible to determine whether the resin state value between the molding cycles is maintained in a certain range or whether it changes to an ascending / descending trend, so that the accounting conditions can be flexibly adjusted to be applied to the subsequent molding cycle in real time have.
일례로, 제어장치(50)는 N-2, N-1, N번째 성형사이클의 사출구간 중 하나 이상의 시점에 수지온도를 검출하여 그 변화 추이를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 현재 계량조건에 따른 배럴온도/스크류 계량 rpm/배압 중 하나 이상을 조정하여 조정된 계량조건을 N+1번째 성형사이클의 계량구간에 새로 적용시킬 수 있다.For example, the
즉 성형사이클 간 수지상태값을 모니터링한 결과에 따라 수지상태값이 기준값을 추종하도록 계량조건을 조정하여 후속 성형사이클에서는 조정된 계량조건 하에서 사출성형기(10)가 운전될 수 있도록 하는 것이다.That is, the metering condition is adjusted so that the resin state value follows the reference value according to the result of monitoring the resin state value between the molding cycles, so that the
도 4a 내지 도 4c는 계량조건의 조정에 따른 수지온도의 균일성 변화를 예시한 것이다.Figs. 4A to 4C illustrate changes in the uniformity of the resin temperature due to adjustment of the metering condition. Fig.
도 4a는 계량시 스크류(23)의 고속회전(G21)/저속회전(G22)에 따른 수지온도를 비교한 것이고, 도 4b는 계량시 고배압(G31)/저배압(G32)에 따른 수지온도를 비교한 것이며, 도 4c는 계량시 배럴온도를 더 높인 경우(G41→G42)의 수지온도를 비교한 것이다.4A is a graph comparing the resin temperature in accordance with the high-speed rotation G21 / low-speed rotation G22 of the
도 4a 내지 도 4c에 따르면, 스크류의 계량 rpm을 낮추거나, 배압을 높이거나, 배럴온도를 증가시킴으로써, 수지온도/점도 편차를 줄여 균일성을 개선할 수 있음을 알 수 있다.4A to 4C, it can be seen that by lowering the metering rpm of the screw, increasing the back pressure, or increasing the barrel temperature, the uniformity can be improved by reducing the resin temperature / viscosity variation.
한편 수지의 점도가 불균일하면 동일 속도로 사출할 때 사출압력 또는 수지의 압력이 그에 상응하여 불균일하게 나타난다.On the other hand, if the viscosity of the resin is not uniform, injection pressure or pressure of the resin unevenly appears when injected at the same speed.
따라서 이 점을 이용해 온도 외에 압력 형태의 수지상태값을 이용해 성형사이클 간 수지의 균일성을 파악할 수도 있다.Therefore, by using this point, it is also possible to determine the uniformity of the resin between the molding cycles by using the resin state value in the form of pressure in addition to the temperature.
전술한 제어장치(50)의 조정부(54)는 이러한 수지상태값(수지온도, 수지압력 및 사출압력 중 적어도 하나)이 기준값을 추종하도록 계량조건, 즉 배럴온도/스크류 계량 rpm/배압을 선택적으로 또는 동시에 조정할 수 있다.The
일례로, 하루 24시간 동안 사출성형기(10)를 운전하여 100개의 동일 성형품을 제조하는 경우라면, 100번의 성형사이클이 반복된다.For example, if the
이 경우 수지온도의 기준값이 100℃로 설정되고, 동일 계량조건 하에서 초기 3번의 성형사이클로 사출성형기(10)를 운전하여 수지온도 추이가 102℃, 105℃, 107℃로 검출되었다면, 제어장치(50)는 이러한 성형사이클 간 수지온도 변화 추이를 모니터링하고, 모니터링 결과에 의거하여 수지온도가 기준값인 100℃를 추종하도록 배럴온도를 낮추거나, 스크류의 계량 RPM을 낮추거나, 스크류의 배압을 낮춘다.In this case, if the reference value of the resin temperature is set at 100 占 폚 and the
이와 같이 조정된 계량조건은 곧바로 후속 성형사이클에 적용되어 수지온도를 하향시키게 된다.This adjusted metering condition is immediately applied to the subsequent molding cycle to lower the resin temperature.
이후 이어지는 3번의 성형사이클에서 수지온도 추이가 다시 103℃, 98℃, 94℃로 검출되었다면, 제어장치(50)는 이러한 성형사이클 간 수지온도 변화 추이를 모니터링하여, 수지온도가 기준값인 100℃를 추종하도록 다시 배럴온도를 높이거나, 스크류의 계량 RPM을 높이거나, 스크류의 배압을 높이게 된다.If the resin temperature trends are again detected at 103 ° C, 98 ° C and 94 ° C in the subsequent three molding cycles, the
이에 따르면, 별도의 구간을 두어 계량조건을 조정할 필요 없이 통상의 성형사이클 중에 실시간으로 최적 계량조건을 구현할 수 있다.According to this, it is possible to realize an optimum metering condition in real time during a normal molding cycle without adjusting a metering condition by providing a separate section.
나아가, 조정부(54)는 후속 운전되는 복수의 성형사이클을 통해 수지상태값이 기준값을 추종하도록 계량조건을 각 성형사이클마다 점진적으로 변화시킬 수도 있다.Further, the
이 경우 조정부(54)는 검출부(52)를 통해 얻어지는 수지상태값이 기준값으로부터 상승하는 추세이면 수지상태값을 낮추도록 계량조건을 단계적으로 조정하고, 수지상태값이 기준값으로부터 하강하는 추세이면 수지상태값을 높이도록 계량조건을 단계적으로 조정할 수 있다.In this case, the
즉 모니터링되는 수지상태값(수지온도/수지압력/사출압력)이 기준값으로부터 상승하는 추세이면 스크류의 계량 RPM, 스크류의 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 점진적으로 낮추어 수지상태값을 낮추는 방향으로 조정하고, 수지상태값이 기준값으로부터 하강하는 추세이면 스크류의 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 점진적으로 높여 수지상태값을 높이는 방향으로 조정하는 것이다.That is, if the monitored resin condition value (resin temperature / resin pressure / injection pressure) is a tendency to rise from the reference value, then gradually decrease the weighing condition value of at least one of screw weighing RPM, screw back pressure and barrel temperature, And if the resin state value falls from the reference value, the weighing condition value of at least one of the weighing RPM, back pressure, and barrel temperature of the screw is gradually increased to adjust the resin state value in the direction of increasing the resin state value.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기 제어방법의 흐름도이다.5 is a flowchart of an injection molding machine control method according to an embodiment of the present invention.
제어장치(50)에는 배럴온도, 스크류 계량 rpm, 배압 등을 포함하는 계량조건이 사용자 설정값 또는 기존 성형사이클 등에 따라 미리 설정되어 저장된다.In the
제어장치(50)는 기 설정된 계량조건에 따라 복수의 성형사이클 동안 사출성형기(10)를 운전한다(S10).The
아울러, 제어장치(50)는 상기한 S10을 통해 복수의 성형사이클이 진행되는 동안 각 성형사이클의 수지상태값을 검출하여(S20), 복수의 성형사이클 간의 수지상태값 변화 추이를 모니터링한다(S30).In addition, the
일 실시예에서는, 편의상 성형사이클 간 수지 균일성을 유지하기 위해 상기한 S20 및 S30을 통해 검출 및 모니터링하는 수지상태값이 노즐 측 온도센서(52c)를 통해 측정한 수지온도인 것으로 가정한다.In one embodiment, it is assumed that the resin state value detected and monitored through S20 and S30 is the resin temperature measured through the nozzle
그외 수지상태값은 로드셀(52a)을 통해 측정한 각 성형사이클의 사출압력이거나 노즐 측 압력센서(52b)를 통해 측정한 각 성형사이클의 수지압력일 수도 있다.The other resin state values may be the injection pressure of each molding cycle measured through the
이후, 제어장치(50)는 상기한 S30에서의 모니터링 결과에 의거하여, 수지온도가 기 설정된 기준값을 추종하도록 계량조건을 조정한다(S40). 이때 조정되는 계량조건에는 배럴온도, 스크류 계량 rpm과, 스크류의 배압 중 하나 이상의 값이 포함될 수 있다.Thereafter, the
계량조건을 조정하는 S40을 보다 세부적으로 예시하면 다음과 같다.S40 for adjusting the weighing conditions will be described in more detail as follows.
우선 제어장치(50)는 상기한 S30의 모니터링 결과에 의거하여 수지온도가 일정범위 내에 있는지 여부를 판단하고(S41), 일정범위를 벗어났다고 판단되는 경우 S42 또는 S44로 진행하여 수지온도 변화의 추이를 파악한다.First, the
상기한 S30의 모니터링 결과 수지온도가 기준값으로부터 상승하는 추세이면(S42), 제어장치(50)가 수지온도를 낮추도록 계량조건을 조정한다(S43). 이때 스크류의 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 낮추어 수지온도를 낮추는 방향으로 계량조건이 조정될 수 있다.If it is determined in S30 that the resin temperature is rising from the reference value (S42), the
이때 수지온도가 상승 추세라 함은 수지온도가 여러 성형사이클에 걸쳐 지속적으로 상승하는 경우뿐만 아니라, 기준값보다 높은 수지온도가 일정시간 이상 유지되는 경우, 일정시간 동안 기준값보다 높은 수지온도가 소정 횟수 이상 검출되는 경우 등을 모두 포함하는 의미이다.In this case, the rising trend of the resin temperature means not only the case where the resin temperature continuously increases over several molding cycles but also the case where the resin temperature higher than the reference value is maintained for a predetermined time or longer, And the like.
반면 상기한 S30의 모니터링 결과 수지온도가 기준값으로부터 하강하는 추세이면(S44), 제어장치(50)는 수지온도를 높이도록 계량조건을 조정한다(S45). 이때 스크류의 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 높여 수지온도를 높이는 방향으로 계량조건이 조정될 수 있다.On the other hand, if it is determined in S30 that the resin temperature is falling from the reference value (S44), the
이때 수지온도가 하강 추세라 함은 수지온도가 지속적으로 하강하는 경우뿐만 아니라, 기준값보다 낮은 수지온도가 일정시간 이상 유지되는 경우, 일정시간 동안 기준값보다 낮은 수지온도가 기준횟수 이상 검출되는 경우 등을 모두 포함하는 의미이다.In this case, the lowering trend of the resin temperature means not only the case where the resin temperature is continuously lowered but also the case where the resin temperature lower than the reference value is maintained for a predetermined time or the resin temperature lower than the reference value is detected more than the reference number for a predetermined time It is meant to include all.
이와 같이, 모니터링되는 수지상태값이 수지온도라고 할 때, S30의 모니터링 결과 수지온도가 기준값으로부터 상승하는 추세이면(S42) 스크류의 계량 RPM, 스크류의 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 낮추어 수지온도를 낮추는 방향으로 조정하고(S43), S30의 모니터링 결과 수지온도가 기준값으로부터 하강하는 추세이면(S44) 스크류의 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 높여 수지온도를 높이는 방향으로 조정할 수 있다(S45).If the monitored resin temperature value is the resin temperature, if the resin temperature is rising from the reference value as a result of monitoring in S30 (S42), the metering condition value of at least one of the metering RPM of the screw, the back pressure of the screw, (S43). If the resin temperature is lowered from the reference value as a result of monitoring in S30 (S44), one or more of the weighing RPM, back pressure, and barrel temperature of the screw is increased to increase the resin temperature (S45).
다른 예로서, 모니터링되는 수지상태값이 수지압력이라고 할 때, 수지압력이 기준값으로부터 상승하는 추세이면 스크류의 계량 RPM, 스크류의 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 낮추어 수지압력을 낮추는 방향으로 조정하고, 수지압력이 기준값으로부터 하강하는 추세이면 스크류의 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 높여 수지압력을 높이는 방향으로 조정할 수 있다.As another example, if the monitored resin state value is the resin pressure, if the resin pressure rises from the reference value, the metering condition value of at least one of the metering RPM of the screw, the screw back pressure, and the barrel temperature is lowered to decrease the resin pressure And if the resin pressure falls from the reference value, the weighing condition value of at least one of the weighing RPM of the screw, the back pressure, and the barrel temperature may be increased to adjust the resin pressure in the direction of increasing the resin pressure.
또 다른 예로서, 모니터링되는 수지상태값이 사출압력이라고 할 때, 사출압력이 기준값으로부터 상승하는 추세이면 스크류의 계량 RPM, 스크류의 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 낮추어 사출압력을 낮추는 방향으로 조정하고, 사출압력이 기준값으로부터 하강하는 추세이면 스크류의 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 높여 사출압력을 높이는 방향으로 조정할 수 있다.As another example, if the monitored resin state value is the injection pressure, if the injection pressure is rising from the reference value, the metering condition value of at least one of the metering RPM of the screw, the screw back pressure, and the barrel temperature is lowered to lower the injection pressure And if the injection pressure falls from the reference value, the metering condition value of at least one of the metering RPM of the screw, the back pressure, and the barrel temperature may be increased to adjust the injection pressure in the direction of increasing the injection pressure.
또한, 상기한 S43 또는 S45에서, 제어장치(50)는 후속 운전되는 복수의 성형사이클을 통해 수지온도를 비롯한 수지상태값이 기준값을 추종하도록 계량조건을 점진적으로 변화시킬 수도 있다.In addition, in S43 or S45 described above, the
이에 따라, 온도 또는 압력 형태로 측정되는 수지상태값 편차를 감소시켜 성형사이클 간 수지 균일성을 유지할 수 있게 된다.Accordingly, the deviation of the resin state value measured in the form of temperature or pressure is reduced, so that the resin uniformity between molding cycles can be maintained.
본 발명에 따른 사출성형기의 제어방법의 구성은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The configuration of the control method of the injection molding machine according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be variously modified and carried out within the scope of the technical idea of the present invention.
10: 사출성형기
50: 제어장치
51: 운전 제어부
52: 검출부
52a: 로드셀
52b: 노즐 측 압력센서
52c: 노즐 측 온도센서
53: 모니터링부
54: 조정부10: Injection molding machine
50: Control device
51:
52:
52a: Load cell
52b: pressure sensor on the nozzle side
52c: Nozzle side temperature sensor
53: Monitoring section
54:
Claims (5)
상기 복수의 성형사이클 동안 각 성형사이클의 수지상태값을 검출하는 단계;
상기 복수의 성형사이클 간의 수지상태값 변화 추이를 모니터링하는 단계; 및
상기 모니터링 결과에 따라 수지상태값이 기 설정된 기준값을 추종하도록 상기 계량조건을 조정하는 단계를 포함하는 사출성형기의 제어방법.
Operating the injection molding machine for a plurality of molding cycles according to predetermined metering conditions;
Detecting a resin state value of each molding cycle during the plurality of molding cycles;
Monitoring a transition of the resin state value between the plurality of molding cycles; And
And adjusting the metering condition so that the resin state value follows a preset reference value according to the monitoring result.
상기 계량조건 조정시에 후속 운전되는 복수의 성형사이클을 통해 수지상태값이 상기 기준값을 추종하도록 계량조건을 점진적으로 변화시키는 사출성형기의 제어방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metering condition is gradually changed so that the resin state value follows the reference value through a plurality of molding cycles that are operated at the time of adjusting the metering condition.
상기 수지상태값은 수지온도이고,
수지온도가 기준값으로부터 상승하는 추세이면 스크류 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 낮추어 수지온도를 낮추는 방향으로 조정하고,
수지온도가 기준값으로부터 하강하는 추세이면 스크류 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 높여 수지온도를 높이는 방향으로 조정하는 사출성형기의 제어방법.
The method according to claim 1,
Wherein the resin state value is a resin temperature,
If the resin temperature tends to rise from the reference value, the weighing condition value of at least one of the screw metering RPM, back pressure, and barrel temperature is lowered to adjust the resin temperature to a lowering direction,
Wherein when the resin temperature is a tendency to descend from the reference value, at least one of the screw metering RPM, the back pressure and the barrel temperature is increased to adjust the resin temperature in the direction of increasing the resin temperature.
상기 수지상태값은 수지압력이고,
수지압력이 기준값으로부터 상승하는 추세이면 스크류 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 낮추어 수지압력을 낮추는 방향으로 조정하고,
수지압력이 기준값으로부터 하강하는 추세이면 스크류 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 높여 수지압력을 높이는 방향으로 조정하는 사출성형기의 제어방법.
The method according to claim 1,
Wherein the resin state value is a resin pressure,
If the resin pressure is rising from the reference value, the weighing condition value of at least one of screw metering RPM, back pressure, and barrel temperature is lowered to adjust the resin pressure in a direction to lower the resin pressure,
Wherein when the resin pressure is falling from the reference value, at least one of the screw metering RPM, the back pressure and the barrel temperature is increased to adjust the resin pressure in the direction of increasing the resin pressure.
상기 수지상태값은 사출압력이고,
사출압력이 기준값으로부터 상승하는 추세이면 스크류 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 낮추어 사출압력을 낮추는 방향으로 조정하고,
사출압력이 기준값으로부터 하강하는 추세이면 스크류 계량 RPM, 배압, 배럴온도 중 하나 이상의 계량조건값을 높여 사출압력을 높이는 방향으로 조정하는 사출성형기의 제어방법.The method according to claim 1,
Wherein the resin state value is an injection pressure,
If the injection pressure is a tendency to rise from the reference value, the metering condition value of at least one of screw metering RPM, back pressure, and barrel temperature is lowered to adjust the injection pressure to a lowering direction,
The injection pressure is increased in the direction of increasing the weighing condition value of at least one of screw metering RPM, back pressure, and barrel temperature when the injection pressure is falling from the reference value.
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KR1020150149288A KR20170048776A (en) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | Method for controlling injection molding machine |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102500376B1 (en) * | 2021-09-17 | 2023-02-17 | 아주대학교산학협력단 | Monitoring apparatus using sensor signal in injection mold and method thereof |
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2015
- 2015-10-27 KR KR1020150149288A patent/KR20170048776A/en not_active Application Discontinuation
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KR102500376B1 (en) * | 2021-09-17 | 2023-02-17 | 아주대학교산학협력단 | Monitoring apparatus using sensor signal in injection mold and method thereof |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |