KR20230155037A - 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센서모듈에 형개의 횟수를 카운트하는 홀센서가 제어용 PCB(Printed Circuit Board)에 고정 설치되고, 제품의 품질관리를 위한 온도센서와 가속도 센서가 측정용 PCB에 고정 설치되며, MCU(Microcontroller Unit)와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리가 제어용 PCB에 고정 설치된 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치에 관한 것이다.

Description

성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치{Sensing device for quality control of molded products}
본 발명은 금형에 고정 설치되어 성형 제품 생산 정보를 획득하기 위하여 자석부와 센서모듈로 구성된 센싱장치이며, 보다 상세하게는, 본 발명은 센서모듈에 형개의 횟수를 카운트하는 홀센서가 제어용 PCB(Printed Circuit Board)에 고정 설치되고, 성형 제품의 품질관리를 위한 온도센서와 가속도 센서가 측정용 PCB에 고정 설치되며, MCU(Microcontroller Unit)와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리가 제어용 PCB에 고정 설치된 성형 제품의 품질 관리가 용이한 센싱장치에 관한 것이다.
본 발명과 관련된 플라스틱 사출성형에 대한 종래기술을 살펴본다.
과거 소규모 지역 단위로 구성되어 운영되던 제조 산업의 비즈니스 모델은 최근 들어 글로벌 네트워크의 구축과 관련 시장의 글로벌화에 발맞추어 국가 대 국가와 같은 대규모 지역 단위의 글로벌 비즈니스 체인으로 발전되었다.
이에 따라, 생산의 주체인 OEM과 생산의 실행자인 공급업체사이의 관계가 소규모의 지역적 관계에서 글로벌한 관계로 변화하였고, 이에 따라 작업자의 기록과 입력으로 관리되던 스프레드시트 형태의 전통적인 생산 관리 방법으로 제조 체인을 관리하는데 한계가 있다.
이를 해결하기 위해 제조 산업의 주요 생산 매체인 금형에 장착하여 생산 정보를 획득하는 센싱장치(예 : 금형 카운터, 샷 카운터, IoT 센싱모듈, 엣지 센싱모듈 등)를 적용하여 생산 중의 온도와 시간을 측정하여 제조 체인을 관리하는 기술의 수요가 증가하였다.
그러나 종래의 기술이 적용된 센싱장치의 경우에는 센싱장치 내 온도를 측정하는 측정 주체와 금형 사이에 다른 물질(센싱장치 케이스용 플라스틱, 공기 등)이 존재하여 금형에서 전달되는 열을 온전히 받지 못하고 열손실이 발생하기 때문에 정확한 온도 측정이 어려우며 실제 금형표면 온도와의 괴리가 크게 발생한다.
이로 인해 종래의 기술은 성형 제품 생산 과정에서 발생하는 온도의 변화를 정확하게 인지할 수 없으며, 금형의 온도 변화를 이용한 성형 제품의 품질 분석에 어려운 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2266747호에는 샷 센서로 자석 센서, 온도센서, 충격감지센서 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 금형의 작동 횟수를 카운팅하는 것에 대한 구성이 개시되어 있으나, 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치에 대한 개시는 부족하다.
또한, 금형에서 제조되는 제품의 품질을 어떠한 센서를 사용하여 어떠한 신호를 획득하여 품질을 어떻게 관리할 지에 관한 방법 및 수단이 구체적으로 개시되어 있지 않다.
일본 특허공보 제5551243호(B2)와 제2018-128876호(A)에서는 자력 센서로 샷 센서를 채용하고, 다양한 센서를 구비하여, 성형 프레스 내에서의 금형 작동시 필요한 정보를 기록 저장을 한다라고 기재되어 있으나, 성형 제품의 효율적인 품질 관리를 위한 센싱장치에 대한 개시는 부족하다.
그러나, 앞서 설명한 종래기술들에서는 해당 금형에서 제조되는 제품의 품질을 구체적으로 어떠한 센서를 사용하여 어떠한 신호를 획득하여 품질을 어떻게 관리할 지에 관한 방법 및 수단이 구체적으로 개시되어 있지 않다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 고려하여, 본 발명은 금형의 온도 변화와 금형 내부로 주입되는 수지의 압력에 의하여 발생하는 진동신호의 진폭 크기 및 발생하는 진동신호의 간격을 검출하여 실시간으로 제품의 제조 과정을 분석할 수 있는 센서모듈을 제공하는데 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2266747호 일본 특허공보 제5551243호(B2) 일본 공개특허공보 제2018-128876호(A)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 온도센서 및 가속도 센서를 동일한 측정 회로기판에 고정 설치하고, 온도 및 가속도 센서가 설치된 회로기판을 센서모듈의 금속물질로 제작된 센서모듈 하부케이스에 밀착 설치하며, 상기 회로기판이 설치된 센서모듈 하부케이스를 금형에 밀착 고정하여 금형에서 발생한 열을 열손실을 최소화하는 방향으로 온도센서에 전달되고, 금형에서 발생한 진동신호를 가속도 센서에 직접 전달되도록 구성하여, 금형 온도 변화와 진동신호를 실시간으로 측정 분석할 수 있는 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제로, 센서모듈에 내장된 홀센서, 온도센서 및/또는 가속도 센서에서 측정된 신호 및 온도는 제어용 PCB(Printed Circuit Board)에 탑재된 MCU에서 제어 알고리즘 실행에 의해 분석에 필요한 데이터로 처리한 후, 블루투스 통신 등을 통해서 단말기로 전송하여 성형 제품의 품질을 관리할 수 있는 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제로, 센서모듈에 내장된 온도센서에서 수집된 금형 온도 데이터는 제어 PCB에 탑재된 분류 알고리즘을 바탕으로 제품 생산 구간을 예열구간, 냉각구간, 생산구간, 비생산구간으로 구분하고, 예열구간, 냉각구간, 비생산구간에서 생산되는 제품들은 불량 제품 혹은 이상가능성이 있는 제품으로 판단하는 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 센서모듈 하부케이스와, 온도센서와 가속도 센서가 고정 설치된 측정용 PCB 및 금형이 서로 접촉 고정되는 형태로 구성되어 센싱모듈이 금형 표면에 고정 설치됨으로써 금형의 온도와 금형의 진동신호가 신속하고 직접 전달되는 구성의 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제로, 센서모듈에 내장된 홀센서는 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 제어용 PCB 일측에 고정 설치되고, 금형의 가동측에 고정 설치되는 자석부의 자력세기가 홀센서와의 거리의 세제곱에 반비례하여 감소하므로 최대한 서로 근접하도록 구성하여 동작의 정확성을 높인 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제로, 센서모듈 배터리 고정부의 하부에는 배터리로 열이 전달되는 것을 최소화하여 배터리의 사용온도 한계치를 초과하지 않도록 단열판이 설치되고, 제어용 PCB에는 홀센서, 액정표시부, 조작용 버튼, MCU 및 제어용 전자부품이 배치되어 센서 모듈 상부에 고정되어 금형 표면으로부터 소정 거리를 유지하여 전자부품의 내구성 및 동작의 정확성을 높인 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명 과제의 해결 수단은 금형에 고정 설치되어, 형개의 횟수를 카운트하기 위한 센서와, 센서모듈 내부에 고정 설치되어, 성형 제품의 품질 관리를 위하여 온도를 감지하기 위한 온도 센서 및 금형의 진동을 감지하기 위한 센서로 구성된 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 형개의 횟수를 카운트하기 위한 센서는 전력 소모량이 적은 자석과 홀센서로 구성된 자력센서로 구성하되, 내부에 자석이 내장되는 자석부는 가동측 금형에 고정 설치되고, 홀센서가 내장된 센서모듈은 고정측 금형에 고정 설치된 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 자석부에 설치된 자석의 자력 세기가 거리의 세제곱에 반비례하여 감소하고, 고온에서 자석의 자속밀도가 감소하기 때문에 자석부와 홀센서가 내장된 센서모듈사이의 거리를 설정된 거리 이내에서 고정 설치하고, 자석부에 설치되는 자석은 금형 표면으로부터 소정 간격이 유지되도록 구성함으로써 신뢰성과 정확성을 높인 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 금형의 표면 온도를 측정하기 위한 온도센서와 금형의 진동을 감지하기 위한 가속도 센서가 측정용 PCB에 고정 설치되고, 측정용 PCB는 금형의 표면 온도를 직접적으로 측정하기 위하여 센서모듈 하부케이스에 고정 설치되며, 센서모듈 하부케이스의 재질은 금형 재질과 동일하거나 또는 열전도도가 금형 재질 보다 우수한 금속재질로 구성된 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 센서모듈 배터리 고정부의 하부에는 배터리로 열이 전달되는 것을 최소화하여 배터리의 사용온도 한계치를 초과하지 않도록 단열판이 설치하며, 제어용 PCB에는 홀센서, 액정표시부, 조작용 버튼, MCU 및 제어용 전자부품이 배치되어 센서 모듈 상부에 고정함으로써 금형 표면으로부터 소정 거리를 유지하여 주위 온도를 낮추어 전자부품의 내구성 및 동작의 정확성을 높인 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 센서모듈에 내장된 전자부품에 전기에너지를 공급하는 배터리 고정부가 측정용 PCB와 제어용 PCB 사이의 배터리 고정부에 고정 설치되고, 배터리 고정부의 하부에는 배터리로 열이 전달되는 것을 최소화하여 배터리의 사용온도 한계치를 초과하지 않도록 하기 위하여 단열판을 고정 설치된 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 센서모듈 케이스 상부에는 센서모듈 정보표시용 액정표시부가 고정 설치되며, 센서모듈 케이스 상부에는 센서모듈 조작용 버튼이 고정 설치되고, 마지막 샷 수 표시, 형폐 상태 표시, 배터리 잔량 표시, 단말기와 제어부사이 통신 감도 표시, 설치 상태 표시, 저장 데이터 유무 표시 중에서 하나 이상의 기능을 표시하도록 구성된 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 센서모듈 하부케이스에 고정 설치되어 센서모듈이 금형 표면에 설치 또는 분리됨을 확인할 수 있도록 금형 표면을 향하여 설치된 센서모듈 설치확인용 버튼을 구비한 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 센서모듈에는 센서들로부터 측정된 형개의 수, 온도 및 진동신호를 MCU 및 메모리에 탑재된 제어 알고리즘에서 소정의 절차에 따라 데이터를 처리한 후, 외부기기로 전송하고, 외부로부터 전송되어온 데이터를 수신하기 위한 블루투스 통신 또는 근접 통신부를 구비한 센싱장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 센서모듈 하부케이스와, 온도센서와 가속도 센서가 고정 설치된 측정용 PCB와 금형이 서로 접촉되어 고정된 형태로 센싱장치가 금형에 설치됨으로써 금형의 온도와 금형의 진동이 신속하고 직접적으로 전달되어 정확한 금형 온도와 진동신호를 측정할 수 있는 상승된 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 효과로, 센서모듈에 내장된 홀센서는 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 제어용 PCB 일측에 고정 설치되고, 금형의 가동측에 고정 설치되는 자석부와 홀센서사이의 자력세기가 거리의 세제곱에 반비례하여 감소하고, 고온에서 자속밀도가 감소함을 고려하여 배치 구성함으로써 동작의 정확성을 높일 수 있다.
본 발명의 또 다른 효과로, 센서모듈 배터리 고정부의 하부에는 배터리로 열이 전달되는 것을 최소화하여 배터리의 사용온도 한계치를 초과하지 않도록 단열판이 설치되고, 제어용 PCB에는 홀센서, 액정표시부, 조작용 버튼, MCU 및 제어용 전자부품이 배치시켜 센서 모듈 상부에 고정함으로써 금형 표면으로부터 소정 거리를 유지하여 전자부품의 내구성 및 동작의 정확성을 높일 수 있다.
본 발명의 또 다른 효과로, MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 제어용 PCB는 홀센서, 온도센서 및/또는 가속도 센서에서 측정된 신호 및 온도를 제어용 PCB에 탑재된 MCU와 제어 알고리즘에 의하여 소정의 절차에 따라 데이터 처리한 후, 블루투스 통신 등을 통해서 단말기를 통해 서버 또는 클라우드 서버등으로 전송하므로 데이터 저장 용량을 줄이고 처리속도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 센서모듈와 자석부로 구성된 센싱장치의 하나의 실시예를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 센서모듈(100)의 내부 구조를 나타내는 분해도를 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 자석부(200)의 분해도이다.
도 4는 금형(300) 표면에 센서모듈이 장착되어 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 금형 온도 측정 방법을 적용한 센싱장치의 측정 온도와 실제 금형의 표면온도를 비교하여 나타낸 것이다.
도 6는 센싱장치에서 측정한 신호가 제어부를 통해 데이터 송수신 단말기(600)을 통해 서버/클라우드(700) 서버까지 전달되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 센싱장치를 통해 측정된 금형 온도 데이터의 패턴 분석의 종류와 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8은 측정된 금형의 온도 패턴 분석을 통해 구분된 성형 제조 생산 공정의 구간을 도시한 것이다.
도 9는 도 6의 생산구간(803) 내의 금형 온도 변화가 발생한 경우를 도시한 개념도이다.
도 10은 센서모듈에 내장된 가속도 센서에서 측정한 금형의 진동신호를 도면으로 나타낸 것이다.
도 11은 가속도 센서에서 측정한 진동신호의 진폭 크기 값은 생산 공정의 각 공정 단계별 특징을 나타내며, 데이터의 기록 시점에 따라 각기 다른 공정 단계를 나타낸 도면이다.
도 12는 수집된 진동신호를 바탕으로 각 공정 단계별 소요 시간을 분석하여 나타낸 도면이다.
본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 살펴본다.
본 발명은 금형에 고정 설치되어 성형 제품 생산 정보를 획득하기 위하여 자석부와 센서모듈로 구성된 센싱장치를 구비하고, 센서모듈은 형개의 횟수를 카운트하는 홀센서, 제품의 품질관리를 위한 온도센서와 가속도 센서가 고정 설치된 측정용 PCB(Printed Circuit Board)로 구성되어 있다.
상기 홀센서는 MCU(Microcontroller Unit)와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리가 내장된 제어용 PCB에 고정 설치되어 있으며, MCU와 메모리에 탑재된 제어 알고리즘에 의하여 소정의 절차에 따라 데이터를 처리한 후, 처리된 데이터를 블루투스 통신 등을 통해서 단말기로 전송된다.
상기 센서모듈은 금형의 고정측에 고정 설치되고, 자석부는 센서모듈과 소정거리를 두고 가동측에 고정 설치되어 형개의 횟수를 카운트하도록 구성되어 있다.
본 발명의 구체적인 실시 예를 살펴본다.
<실시 예>
본 발명의 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다.
본 발명의 센싱장치를 구성하는 구성요소들의 배치 및 기능에 대하여 살펴본다.
도 1은 센서모듈와 자석부로 구성된 센싱장치의 하나의 실시예를 도시한 것이다.
도 1에서와 같이, 본 발명 명세서 상에서의 '센싱모듈'은 '자석부'와 '센서모듈'로 구성되고, 센서모듈은 홀센서, 온도센서, 가속도 센서, 배터리, 측정용 PCB 및 제어용 PCB를 수용하고 있다.
도 2는 도 1의 센싱장치(도1의 150) 중에서 센서모듈(도1의 100)의 내부 구조를 나타내는 분해도를 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 자석부(200)의 분해도이다.
자석부는 자석부 본체(도3의 201), 자석부 커버(도3의 202) 및 자석(도3의 203)으로 구성되고, 자석은 자력의 세기가 강한 네오디움으로 제작하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로 센서모듈(도1의 100)의 구성에 대하여 살펴본다.
본 발명의 명세서 상의 부호의 설명에는 기재되어 있으나, 상세한 설명에 언급되지 아니한 구성요소들은 도면 상에서 해당 구성이 무슨 역할을 하는지 용이하게 알 수 있는 정도로 표현되어 있으므로 구체적이 설명을 생략한다.
본 발명의 명세서 상의 '상부', '하부' 등의 용어는 도면에 기초하여 기재한 것으로 도면 변경시 다양하게 변경될 수 있는 것이다.
본 발명은 금형에 장착하여 성형 제품 생산 정보를 획득하기 위하여 자석부(도1의 200)와 센서모듈(도1의 100)로 구성된 센싱장치(도1의 150)를 구비하고, 센서모듈(도1의 100)은 형개의 횟수를 카운트하는 홀센서와, 성형 제품의 품질관리를 위한 온도센서와 가속도 센서가 고정 설치된 측정용 PCB로 구성되어 있다.
본 발명의 명세서에 기재된 센서모듈(도1의 100)에는 온도센서, 가속도 센서, 자력센서의 홀센서와, 온도센서와 가속도 센서가 고정 설치된 측정용 PCB, 배터리(도2의 107) 및 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리가 배치된 제어용 PCB 등이 내장되어 있다.
센서모듈(도1의 100)의 온도센서(도2의 119)와 가속도 센서(도2의 118)는 측정용 PCB(도2의 109)에 고정 설치되어 센서모듈 하부케이스(도2의 113)에 고정 설치되며, 센서모듈 하부케이스(도2의 113)는 금형에 맞닿아 견고하게 고정 설치되어 있다.
본 발명에 따른 센서모듈(도1의 100)은 자력센서를 형개의 횟수를 카운트하는데 사용하고, 온도센서 및 가속도 센서에서 검출한 온도 및/또는 진동신호를 분석하여 실시간 성형 제품의 품질관리 모니터링하는데 사용할 수 있다.
자력센서는 자석과 홀센서로 구성되어 있으며, 영구자석이 내장된 자석부는 금형의 가동측에 고정 설치되고, 센서모듈에 내장된 홀센서는 금형의 고정측에 고정 설치하는 것이 바람직하다.
배터리 전력 소모량 등을 고려하여 형개의 횟수를 카운트하기 위한 센서는 상기 자력센서를 사용하는 것이 바람직하나, 다양한 이유로 필요할 경우에는 광센서 등을 채용할 수도 있다.
도 2에서, 센서모듈(도1의 100)에 내장되는 홀센서는 제어용 PCB의 일측에 고정 설치하는 것이 바람직하나, 내부의 수용 공간과 자석과의 거리를 고려하여 분리 또는 위치 변경하여 고정 설치할 수 있다.
자력센서에서의 자석(도1의 200)의 자력세기는 거리의 세제곱에 반비례하여 자력의 감소하므로 정확한 동작을 위하여 자석부와 홀센서사이의 거리는 중요하며, 자석부와 홀센서사이의 거리를 소정 거리로 유지하여야 정확한 동작이 가능하다.
자석부의 자석(예:네오디움)은 높은 온도에서 자속밀도의 저하로 자력의 세기가 감소하므로 금형의 표면으로부터 다소 떨어져 고정 설치하는 것이 바람직하다.
이와 관련하여 도 8을 참고하면, 금형 표면의 온도는 60℃ 보다 높지 않아서 다행히 크게 우려하지 않아도 될 온도이다.
도 3은 자석부를 분해한 도면이며, 자석부는 자석부 본체(도3의 201), 자석부 커버(도3의 202) 및 자석(도3의 203)으로 구성되고, 자석은 네오디움으로 제작하는 것이 바람직하다.
도 3에서, 자석은 자석부 커버(도3의 202)의 중상부에 형성된 자석 수용홈(도3의 204)에 삽입시켜서 자석부 본체(도3의 201)과 결합하여 자석부를 조립 제작하는 것이 바람직하며, 자석의 위치를 고려하여 센서모듈에 고정 설치되는 홀센서(도2의 117)의 위치를 배치하는 것이 바람직하다.
즉, 자석의 자력의 세기는 거리의 세제곱에 반비례하고, 고온에서 자속밀도가 감쇄하므로 이러한 사실을 고려하여 자석부(도1의 200) 설계 제작시 자석을 금형 표면으로 소정의 간격을 두고 고정 설치하는 것이 바람직하다.
상기 자력센서는 형개의 횟수를 카운트하는 샷 카운트로 주로 사용하나, 샷과 샷 사이의 간격 및/또는 주기(사이클)를 센서모듈에 내장된 시계로 측정하여 설정된 시간보다 길거나 짧을 경우에 제품의 품질에 이상이 발생한 것으로 판단하는데 사용할 수도 있다.
즉, 센서모듈의 자력센서 역시 품질을 평가하는 수단으로 사용될 수 있다.
본 발명은 센서모듈 내 제어용 PCB 일측에 시계를 내장시켜 센서들로부터 측정된 신호의 검출 시간을 기록 저장할 수 있다.
도 1과 도 2에 도시된 자석부(도1의 200) 및/또는 센서모듈(도1의 100)의 크기와 형상은 본 발명에 따른 하나의 예시이며, 수용되는 부품들의 배치, 측정용 PCB 및 제어용 PCB의 크기 등을 고려하여 다양하게 변형하여 설계 제작될 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 측정하고자 하는 금형의 표면과 동일, 혹은 유사한 금속 재질로 센서모듈 하부케이스(113)를 제작하여 금형 표면과 센서모듈(도1의 100) 내의 온도센서와의 열전달 손실을 최소화하여 금형 표면의 온도를 신속 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 이를 바탕으로, 금형에 고정 설치된 센서모듈(도1의 100)을 통해 측정된 온도를 바탕으로 성형 제작되는 제품의 품질을 보다 정확하게 분석할 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 도 4에서와 같이, 온도센서와 가속도 센서는 측정용 PCB(도4의 109)에 고정 설치되어 센서모듈 하부케이스(도4의 111)에 고정되며, 센서모듈 하부케이스(도4의 111)는 금형에 직접 맞닿게 하여 견고하게 고정 설치하는 것이 바람직하다.
금형 표면과 센서모듈 하부케이스(113)가 직접 또는 실질적으로 직접 접촉시킨 구성에서는 온도센서(도2의 119)에서 측정한 금형의 온도와 가속도 센서(도2의 118)에서 측정한 진동신호들이 금형의 표면 온도와 금형의 진동신호와 거의 동일한 온도와 진동신호를 검출할 수 있는 상승된 효과가 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 성형 제품 품질관리를 위한 센서모듈은 금형 표면의 열을 손실 없이 온도 측정 매체로 전달하기 위한 센서모듈 하부케이스(113), 온도 측정을 위한 온도센서와 진동신호 검출을 위한 가속도 센서가 장착되어 있는 측정용 PCB(도2의 109), 배터리, 액정표시부, 측정된 정보들을 처리하기 위하여 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 제어용 PCB(105), 그리고 센서모듈 상부 케이스(101) 등으로 구성되어 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 자석의 위치를 고려하여 설치된 홀센서 및 조작용 버튼(도2의 102) 및 액정표시부(도2의 115)가 고정 설치되는 제어용 PCB(도2의 105)는 도 4에서와 같이 센서모듈케이스 내부의 상부에 고정 설치되고, 온도를 측정하는 온도센서(도2의 119) 및/또는 진동신호를 측정하는 가속도 센서(도2의 118)는 측정용 PCB(도2의 109)에 고정 설치되어 센서모듈 하부케이스(113)에 고정 설치하는 것이 바람직하다.
액정표시부(도2의 115)는 표시되는 정보를 알파벳, 숫자, 특수문자 등을 이용하여 표시하며, 마지막 샷 수 표시(누적 카운트), 형폐 상태 표시, 배터리 잔량 표시, 단말기와 제어부사이 통신 감도 표시, 설치 상태 표시, 저장 데이터 유무 표시 등을 표시할 수 있다.
상기 액정표시부(도2의 115)는 줄여서 기재한 것이며, '정보표시용 액정표시부' 또는 '센서모듈 정보표시용 액정표시부'로 혼용 기재하며 동일한 의미를 가진다.
온도센서(도2의 119)와 가속도 센서(도2의 118)는 도 2에서와 같이 설치 공간을 줄이고 조립을 용이하게 하기 위하여 동일한 측정용 PCB(도2의 109)에 고정 설치하는 것이 바람직하나, 각각 분리하여 제작할 수도 있다.
홀센서, 온도센서 및/또는 가속도 센서에서 측정된 신호 및 온도는 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리에서 소정의 프로그램을 실행시켜 소정의 데이터 처리절차를 거친 후, 센서모듈에 내장된 블루투스 통신 등의 다양한 통신수단을 통해서 단말기로 전송할 수 있다.
도 4에서, 센서모듈 하부케이스(113), 측정용 PCB(109) 및 금형(300)은 도 4에서와 같이 배치하여 서로 접촉하는 형태로 센서모듈이 금형에 고정 설치된다.
센서모듈 하부케이스(113)와 금형(300)은 직접 접촉되도록 설치하며, 접촉면이 지속적으로 견고하게 유지될 수 있도록 볼트 혹은 자석을 이용하여 견고하게 고정 설치된다.
또한, 센서모듈 하부케이스(113)와 측정용 PCB(109) 역시 직접 접촉되도록 고정 설치하며, 접촉면이 지속적으로 유지될 수 있도록 볼트 등의 통상의 체결 수단으로 견고하게 고정 설치하는 것이 바람직하다.
통상의 금형이 온도 전도성이 높은 금속 재질로 이루어지므로 센서모듈 하부케이스(113) 역시 금형과 동일한 금속 재질로 제작됨이 바람직하나, 열전도성이 금형 재질보다 더 우수한 금속재질로 제작할 수도 있다.
따라서, 센서모듈 하부케이스(도2의 113)가 금형과 유사 혹은 동일한 열전도도를 가지므로 금형으로부터 열손실을 최소화하면서 열을 전달받을 수 있고 측정시 금형과 유사 혹은 동일한 온도를 나타낸다.
도 4에서, 센서모듈 하부케이스 일측에는 센서모듈이 금형 표면에 설치됨을 확인시켜 주기 위하여 금형 표면을 향하여 설치된 센서모듈 설치확인용 버튼(도4의 120)을 구비하고 있다.
센서모듈 설치확인용 버튼(도4의 120)은 센서모듈이 금형 표면으로부터 떨어지거나 부착 설치될 때 신호를 생성하여 제어부에서 블루투스 통신으로 단말기로 보내고, 인터넷 WiFi를 포함하는 다양한 무선 통신수단으로 관리자가 항상 확인할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
센서모듈 설치확인용 버튼(도4의 120)은 접촉감지 센서 또는 근접 센서를 센서모듈 일측에 설치하여 동일한 기능을 수행하도록 할 수도 있다.
도 4에서와 같이, 센서모듈 하부케이스(도4의 111)와 직접 접촉해 있는 측정용 PCB(109)로 금형 표면의 열이 전달되고, 측정용 PCB(109) 내 온도센서(도2의 119)에서 온도를 측정한다. 이 때, 금형 표면의 온도와 유사 혹은 동일한 온도가 도 5와 같이 측정된다.
측정용 PCB(109)에 고정 설치된 가속도 센서 역시 센서모듈 하부케이스(도2의 113)에 고정 설치되어 있으므로 금형과 유사 혹은 감쇠비가 낮을 경우에 금형으로부터 전달되는 진동신호의 손실을 최소화하면서 공정 단계별 생성된 진동신호를 전달받을 수 있으므로 각 단계별 진동신호의 변화를 정확하게 구분하여 측정할 수 있는 상승된 효과가 있다.
도 10은 센서모듈에 내장된 가속도 센서에서 측정한 금형의 진동신호를 도면으로 나타낸 것이다.
도 11에서와 같이, 센서모듈 하부케이스(도2의 113)와 직접 접촉해 있는 측정용 PCB(109)로 금형의 진동신호가 전달되고, 측정용 PCB(109) 내 가속도 센서(도2의 118)에서 금형으로부터 전달된 진동신호를 도 11에 도시된 신호와 같이 특정 피크 값으로 측정할 수 있다.
이 때, 도면 12와 같이, 공정의 각 단계에서 발생한 진동의 변화가 센서모듈 내 가속도 센서(도2의 118)를 통해 진동신호로 측정되고, 센서모듈 내 제어용 PCB(105)에 탑재된 알고리즘에 의하여 특정 피크 값을 추출하여 데이터 배열되어 메모리에 저장된다.
센서모듈 내 제어용 PCB(도2의 105)는 도 4에서와 같이 고온의 금형 표면으로부터 소정 간격(거리)을 유지하도록 센서모듈 케이스 내 상부에 고정 설치되어 홀센서가 배치된 제어용 PCB에 고정된 전자 부품의 내구성을 높이고, 자석과 홀센서사이의 거리를 보다 근접하게 유지시켜 자력센서의 동작의 정확성을 높일 수 있다.
금형에 장착된 센서모듈 내 가속도 센서는 제어용 PCB(도2의 105)에 탑재된 제어 프로그램의 실행으로 설정된 시간 간격 또는 실시간으로 도 10과 같이 금형의 진동신호를 측정용 PCB(도2의 109)에서 수집하고, 제어용 PCB(도2의 105)에서 각 공정 단계에서의 측정된 진동신호의 특정 피크 값으로 측정 신호를 변환하여 도 6에서의 데이터 송수신 단말기(도6의 600)을 통해서 서버, 컴퓨터 혹은 클라우드(도6의 700) 서버로 데이터를 전송하는 시스템을 구성할 수 있다.
진동신호의 특정 피크 값은 가속도 센서에서 측정된 진동신호(도10)에서 금형형폐, 금형형개, 사출시작, 보압시작 및 보압종료 등을 나타내는 값을 의미한다.
본 발명의 명세서 상에 기재된 제어용 PCB(도2의 105)는 본 발명에 따라 설계 제작된 제어 프로그램이 탑재되고, 탑재된 제어 프로그램을 MCU로 실행하여 센싱장치를 제어하므로 센싱장치의 '제어부'라고 할 수 있다.
제어용 PCB(도2의 105)는 MCU와 센싱 장치를 작동하기 위한 프로그램 펌웨어가 탑재되어 있으며, 측정용 PCB(도2의 109)에서 수집하는 데이터들을 펌웨어 알고리즘을 통해 하나의 데이터 배열로 작성하여 제어부에서 단말기로 데이터를 무선통신(예:블루투스)으로 송수신하도록 구성하는 것이 바람직하다.
제어용 PCB(도2의 105)와 측정용 PCB(도2의 109)는 플렉셔블 케이블(flexible cable)로 연결되어 신호(정보)를 주고받을 수 있도록 구성되어 있다.
관리 서버, 서버 혹은 아마존 클라우드 서버(도6의 700)는 센싱 장치의 제어부에서 전송된 데이터를 메모리 및/또는 데이터베이스에 기록 저장한다.
도 8에서, 측정된 온도는 변화에 따라 증가, 감소, 안정, 변동 등의 패턴(801, 802, 803, 804)으로 분류되며, 수학적 통계 도구/알고리즘 혹은 AI/ML 알고리즘을 이용하여 도 7과 같이 학습과 분석을 진행한다.
수집된 온도 데이터는 제어용 PCB에 탑재된 분류 알고리즘을 바탕으로 성형 제품 생산 구간을 도 8과 같이 예열 구간(802), 냉각 구간(804), 생산구간(803), 비생산구간(801)으로 구분된다.
도 8에서, 예열 구간(802), 냉각 구간(804), 비생산구간(801)에서 생산되는 성형 제품들을 불량 제품 혹은 이상 가능성이 있는 성형 제품으로 판단하여 양품 수량에서 제외한다.
도 8의 생산 구간(도8의 803) 내에서도 도 9와 같이 금형의 온도 변화가 발생하여 설정된 정상적인 온도를 벗어나는 경우(도8의 806)가 발생하며, 이러한 경우에, 도 9의 안정 패턴(도8의 805)으로 구분된 데이터들의 수준과 비교하여 편차를 분석하고 이상 온도에서 생산된 제품들을 불량 제품 혹은 이상가능성이 있는 제품으로 판단하여 양품 수량에서 제외한다.
도 11에 기록된 가속도 센서에서 측정된 진동신호의 크기 값은 생산 공정의 각 공정 단계별 특징을 나타내며, 데이터 기록 시점에 따라 각기 다른 공정 단계를 나타낸다.
도 11에서 1번의 사출시작 시점의 신호는 공정에서 설정한 사출속도에 따라 크기가 달라지며, 사출속도가 커질수록 성형기의 구동에 필요한 힘과 재료가 금형 내에 주입되면서 발생하는 충격이 증가하므로 진동신호의 진폭 크기가 증가한다.
도 11에서, 2번의 보압시작 혹은 보압절환 시점의 신호는 사출압력과 보압의 크기 차이에 따라 달라지며, 크기 차이가 클수록 진동신호의 진폭 크기가 증가한다.
보압시작 혹은 보압절환 시점은 사출압력에서 보압으로 압력을 강제로 제어하는 과정이며, 압력 차이가 클수록 진동신호의 진폭 크기가 증가한다.
도 11에서 3번의 보압종료 혹은 냉각시작 시점의 신호는 보압 크기와 배압 크기의 차이에 따라 달라지며 크기 차이가 클수록 진동신호의 진폭 크기가 증가한다.
도 11의 4번과 5번은 금형이 열리고 닫히는 동작으로 인해 측정된 진동신호로 4번은 금형이 닫힐 때(형폐) 발생한 진동신호의 진폭 크기이며, 5번은 금형이 열릴 때(형개) 발생한 진동신호의 진폭 크기이다.
이를 바탕으로, 가속도 센서에서 측정한 진동신호에서 형개신호 및 형폐신호를 카운트하여 샷 횟수를 카운트 할 수 있고, 형개신호와 형폐신호사이의 신호 간격을 실시간으로 측정하여 비교하므로 성형 제품의 품질을 평가할 수도 있다.
따라서, 센서모듈을 통해 측정된 진동신호의 진폭 크기 값을 분석함으로써 사출성형공정에서의 각 공정 단계에서의 압력 변화를 파악할 수 있다.
도 12는 도 11의 가속도 센서에서 측정한 진동신호의 진폭 크기의 측정 시점에 따른 각 공정 단계별 소요 시간을 나타낸 도면이다.
사출시작과 보압시작 시점의 시간 차이는 사출단계의 소요 시간으로 사출시간을 나타내며, 보압시작과 보압종료 시점 사이의 시간 차이는 보압단계의 소요 시간인 보압시간을 나타낸다.
보압종료 시점과 금형이 열리는 형개 시점이 시간 차이는 냉각단계의 소요 시간으로 냉각시간을 나타낸다.
관리서버, 서버 혹은 클라우드 서버로 전송되어 기록 저장된 데이터는 통계적 알고리즘 혹은 AI/ML 알고리즘을 통해 성형 제품 생산의 양품, 불량 혹은 이상 가능성이 있는 생산으로 분류되며 이를 바탕으로 생산성과 불량률을 분석할 수 있다.
도 11은 측정된 진동신호의 진폭 크기 데이터를 통계적 알고리즘을 통해 분석하는 과정을 나태낸 도면이다. 이전에 측정되어 기록 저장된 진동신호의 진폭 크기와 진동신호사이의 시간 분석 데이터를 바탕으로 데이터의 외란이 발생하는 경우, 이를 불량 혹은 이상가능성이 있는 생산으로 판단하여 양품 생산과 구분할 수 있다.
앞서 기술한 내용에 기초하여 본 발명의 특허보호범위를 요약 살펴본다.
본 발명의 하나의 실시 예는 금형에 고정 설치되어 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치이며, 금형에 고정 설치되어, 형개의 횟수를 카운트하기 위한 센서와, 센서모듈 내부에 고정 설치되고, 성형 제품의 품질 관리를 위하여 온도를 감지하기 위한 온도 센서 및 금형의 진동을 감지하기 위한 센서 중 적어도 하나 이상으로 구성되어 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 형개의 횟수를 카운트하기 위한 센서는 전력 소모량이 적은 자석과 홀센서로 구성된 자력센서로 구성하되, 내부에 자석이 내장되는 자석부는 가동측 금형에 고정 설치되고, 홀센서가 내장된 센서모듈은 고정측 금형에 고정 설치되어 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 자석부에 설치된 자석의 자력 세기가 거리의 세제곱에 반비례하여 감소하고, 고온에서 자속밀도가 감소하기 때문에 자석부와 홀센서가 내장된 센서모듈사이의 거리를 설정된 거리 이내에서 고정 설치하고, 홀센서는 자석부의 자석과의 거리를 고려하여 제어용 PCB에 배치 설치하여 금형 표면으로 소정 간격이 유지되면서 자석과의 거리도 가까워지도록 센서모듈 케이스 상부에 고정 설치된다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 금형의 표면 온도를 측정하기 위한 온도센서와 금형의 진동을 감지하기 위한 센서는 측정용 PCB에 고정 설치되고, 측정용 PCB는 금형의 표면 온도를 직접적으로 측정하기 위하여 센서모듈 하부케이스에 고정 설치되며, 센서모듈 하부케이스의 재질은 금형과 동일하거나 또는 열전도도가 금형 재질 보다 우수한 금속재질로 구성되어 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 금형의 진동을 감지하기 위한 센서는 금형의 진동을 측정할 수 있는 가속도 센서 또는 진동센서로 구성되어 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 홀센서는 금형 표면으로부터 소정 거리 두고 제어용 PCB 일측에 고정 설치되고, 제어용 PCB에는 센서모듈에 내장된 센서에서 측정된 신호를 전송받아서 탑재된 알고리즘으로 데이터를 변환한 후, 외부 기기로 데이터를 전송하기 위한 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리가 고정 설치된 제어부를 구비하고 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 센서모듈에 내장된 센서들, MCU 및 제어 알고리즘이 탑재된 메모리를 포함하는 전자부품들에 전기에너지를 공급하기 위한 배터리(도2의 107)가 측정용 PCB와 제어용 PCB(도2의 105) 사이 공간에 고정 설치되어 있다.
배터리(도2의 107)는 배터리 하부에 설치되는 배터리 고정부(도2의 108)에 고정 설치하며, 배터리 상부에는 배터리 고정부로부터 배터리가 분리되지 않도록 배터리 고정용 실리콘 부재가 더 설치되어 있다.
배터리 고정부(도2의 108)의 하부에는 배터리로 열이 전달되는 것을 최소화하여 배터리의 사용온도 한계치를 초과하지 않도록 하기 위하여 설치된 단열판(도2의 110)이 위치하며, 단열판(도2의 110)의 우측에는 측정용 PCB(도2의 109)가 센서모듈 하부케이스(도2의 113)와 직접 체결 고정할 수 있도록 삽입 공간이 형성되어 있다.
도 2에 도시된 구성요소들의 배치, 형상, 크기 및 체결 수단 등은 통상 사용되고 있는 다른 방법으로 변형 설계하여 제작할 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 센서모듈 케이스 상부에는 센서모듈 정보표시용 액정표시부(도2의 115)가 고정 설치되며, 센서모듈 케이스 상부에는 센서모듈 설치확인용 버튼(도4의 120)이 고정 설치되어 있다.
센서모듈 정보표시용 액정표시부(도2의 115)에는 마지막 샷 수 표시, 형폐 상태 표시, 배터리 잔량 표시, 단말기와 제어부사이 통신 감도 표시, 설치 상태 표시, 저장 데이터 유무 표시 중에서 하나를 센서모듈 조작용 버튼으로 조작하여 표시할 수 있도록 구성되어 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 센서모듈에는 센서들로부터 측정된 형개의 수, 온도 및 진동신호를 MCU 및 메모리에 탑재된 제어 알고리즘에서 소정의 절차에 따라 처리된 데이터를 외부로 전송하고, 외부로부터 전송되어온 데이터를 수신하기 위한 블루투스 또는 근접 무선통신 수단이 제어용 PCB 일측에 설치되어 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 수집된 온도 데이터는 제어용 PCB에 탑재된 제어 알고리즘 중 분류 알고리즘을 바탕으로 성형 제품 생산 구간을 예열구간, 냉각구간, 생산구간, 비생산구간으로 구분하고, 예열구간, 냉각구간, 비생산구간에서 생산되는 제품들을 불량 제품 혹은 이상 가능성이 있는 성형 제품으로 판단하여 양품 수량에서 제외하도록 판단하는 구성을 구비할 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 보압종료 혹은 냉각시작 시점에 측정한 가속도 센서 또는 진동 센서에서 측정한 진동신호는 보압 크기와 배압 크기의 차이에 따라 달라지며, 진동신호의 진폭 크기가 설정된 크기를 벗어나면 성형 제품의 품질에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있는 데이터를 획득할 수 있다.
본 발명 명세서 상에 기재된 특허보호범위는 앞서 설명한 내용을 기초하여 다양하게 보호범위를 기재하여 특허권리로 보호받을 수 있다.
본 발명은 센서모듈에 형개의 횟수를 카운트하는 홀센서가 제어용 PCB(Printed Circuit Board)에 고정 설치되고, 제품의 품질관리를 위한 온도센서와 가속도 센서가 측정용 PCB에 고정 설치되며, MCU(Microcontroller Unit)와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리가 제어용 PCB에 고정 설치된 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치를 제공하므로 성형 제품의 품질 관리를 용이하게 하고 신뢰성을 높일 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.
100 : 센싱모듈 101 : 센서모듈 상부 케이스
102 : 센서모듈 조작용 버튼
103 : 센서모듈 정보표시용 액정표시부 커버
104 : 센서모듈 조작용 버튼 실리콘 커버
105 : 센서모듈 제어용 PCB
106 : 센서모듈 베터리 고정용 실리콘 부재
107 : 센서모듈 배터리 108 : 배터리 고정부
109 : 센서모듈 측정용 PCB 110 : 단열판
111 : 센서모듈 설치확인용 버튼 112 : 센서모듈 설치확인용 버튼 커버
113 : 센서모듈 하부케이스 114 : 센서모듈 조작용 버튼
115 : 센서모듈 정보표시용 액정표시부
116 : 제어용 PCB의 연산 프로세서(MCU)
117 : 홀센서 118 : 가속도 센서
119 : 온도센서 120 : 센서모듈 설치확인용 버튼
150 : 센싱장치 200 : 자석부
201 : 자석부 본체 202 : 자석부 커버
203 : 자석 204 : 자석 수용홈
300 : 금형
400 : 접촉식 온도 측정기로 측정한 금형 온도
500 : 센싱장치로 측정한 금형 온도
600 : 데이터 송수신 단말기
700 : 서버/클라우드 서버
801 : 금형 온도 분석 기반 비생산 구간
802 : 금형 온도 기반 예열구간
803 : 금형 온도 기반 생산구간
804 : 금형 온도 기반 냉각구간
805 : 생산 구간 중 양품 가능 구간
806 : 생산 구간 중 불량 혹은 이상 가능성이 있는 구간

Claims (14)

  1. 금형에 고정 설치되어 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치에 있어서,
    금형 표면에 고정 설치되어, 형개의 횟수를 카운트하기 위한 센서와,
    센서모듈 내부에 고정 설치되어, 성형 제품의 품질 관리를 위하여 온도를 감지하기 위한 온도 센서 및 금형의 진동을 감지하기 위한 센서 중 적어도 하나 이상을 구비함을 특징으로 하는 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치.
  2. 제1항에 있어서,
    형개의 횟수를 카운트하기 위한 센서는 전력 소모량이 적은 자석과 홀센서로 구성된 자력센서로 구성됨을 특징으로 하는 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치.
  3. 제2항에 있어서,
    내부에 자석이 내장되는 자석부는 가동측 금형에 고정 설치되고,
    홀센서가 내장된 센서모듈은 고정측 금형에 고정 설치됨을 특징으로 하는 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    자석부에 설치된 자석의 자력 세기가 거리의 세제곱에 반비례하여 감소하기 때문에 자석부와 홀센서가 내장된 센서모듈사이의 거리를 설정된 거리 이내에서 고정 설치하되,
    제어용 PCB에 배치하여 센서모듈 내 상부에 고정 설치되고,
    고온에서 자속밀도가 감소하는 성질 때문에 자석부에 설치되는 자석은 금형 표면으로 소정 간격을 유지시켜 자석부 상부에 고정 설치됨을 특징으로 하는 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치.
  5. 제1항에 있어서,
    금형의 표면 온도를 측정하기 위한 온도센서와 금형의 진동을 감지하기 위한 센서는 측정용 PCB에 고정 설치되고,
    측정용 PCB는 금형의 표면 온도를 직접적으로 측정하기 위하여 센서모듈 하부케이스에 고정 설치되며,
    센서모듈 하부케이스의 재질은 금형과 동일하거나 또는 열전도도가 금형 재질 보다 우수한 금속재질로 구성됨을 특징으로 하는 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치.
  6. 제1항에 있어서,
    금형의 진동을 감지하기 위한 센서는 금형의 진동을 측정할 수 있는 가속도 센서 또는 진동센서로 구성됨을 특징으로 하는 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치.
  7. 제2항에 있어서,
    홀센서는 금형 표면으로부터 소정 거리 두고 제어용 PCB 일측에 고정 설치되고,
    제어용 PCB에는 센서모듈에 내장된 센서들로부터 측정된 신호를 전송받아서 탑재된 알고리즘으로 데이터 변환한 후, 외부 기기로 데이터를 전송하기 위한 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리가 고정 설치된 제어부를 구비함을 특징으로 하는 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치.
  8. 제1항에 있어서,
    센서모듈에 내장된 전자부품에 전기에너지를 공급하는 배터리가 측정용 PCB와 제어용 PCB 사이에 위치한 배터리 고정부에 고정 설치되고,
    배터리 상부에는 배터리 고정부로부터 배터리가 분리되지 않도록 배터리 고정용 실리콘 부재가 고정 설치됨을 특징으로 하는 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치.
  9. 제8항에 있어서,
    배터리 고정부의 하부에는 배터리로 열이 전달되는 것을 최소화하여 배터리의 사용온도 한계치를 초과하지 않도록 하기 위하여 단열판을 고정 설치함을 특징으로 하는 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치.
  10. 제1항에 있어서,
    센서모듈 상부 케이스에는 센서모듈 정보표시용 액정표시부가 고정 설치되며,
    센서모듈 정보표시용 액정표시부에는 마지막 샷 수 표시, 형폐 상태 표시, 배터리 잔량 표시, 단말기와 제어부사이 통신 감도 표시, 설치 상태 표시, 저장 데이터 유무 표시 중에서 하나를 센서모듈 조작용 버튼으로 조작하여 표시할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치.
  11. 제5항에 있어서,
    센서모듈 하부케이스에 고정 설치되어 센서모듈이 금형 표면에 설치됨을 확인하거나 혹은 금형으로부터 분리됨을 감지할 수 있도록 금형 표면을 향하여 설치된 센서모듈 설치확인용 버튼을 구비함을 특징으로 하는 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치.
  12. 제1항에 있어서,
    센서모듈에는 센서들로부터 측정된 형개의 수, 온도 및 진동신호를 MCU 및 메모리에 탑재된 제어 알고리즘에서 소정 절차에 의하여 처리된 데이터를 외부 기기로 전송하고,
    외부 기기로부터 전송되어온 데이터를 수신하기 위한 블루투스 또는 근접 통신부를 제어용 PCB에 구비함을 특징으로 하는 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치.
  13. 제1항에 있어서,
    수집된 온도 데이터는 제어용 PCB에 탑재된 제어 알고리즘 중 분류 알고리즘을 바탕으로 성형 제품 생산 구간을 예열 구간, 냉각 구간, 생산구간, 비생산구간으로 구분하고,
    예열 구간, 냉각 구간, 비생산구간에서 생산되는 제품들을 불량 제품 혹은 이상 가능성이 있는 성형 제품으로 판단하여 양품 수량에서 제외하는 판단할 수 있는 데이터를 획득함을 특징으로 하는 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치.
  14. 제6항에 있어서,
    보압종료 혹은 냉각시작 시점에 측정한 가속도 센서 또는 진동 센서에서 측정한 진동신호는 보압 크기와 배압 크기의 차이에 따라 달라지며, 진동신호의 진폭 크기가 설정된 크기를 벗어나면 성형 제품의 품질에 이상이 있음으로 판단할 수 있는 데이터를 획득함을 특징으로 하는 성형 제품의 품질 관리를 위한 센싱장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018128876A (ja) 2017-02-08 2018-08-16 株式会社名神精工 金型情報管理システム
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