KR960002709B1 - 사출성형기 및 그의 설치방법 - Google Patents

사출성형기 및 그의 설치방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

사출성형기 및 그의 설치방법
제1도는 본 발명에 따른 사출성형기의 개략 사시도.
제2a-2h도는 사출성형기의 측면도에는 접미사 "(a)"을 붙이고, 정면도에는 접미사 "(b)"를 붙여서 작동순서의 여러 단계를 도시하는 사출성형기의 개략도.
제3도는 사출성형기의 특정 요소의 확대단면도.
＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 컴퓨터 제어시스템 20 : 사출성형기
29 : C자형 프레임 36 : 스프류 압출기 조립체
38 : 사출 조립체 40 : 사출 노즐 유닛
50 : 금형 펠릿 조립체 52 : 프레스 조립체
54 : 금형 장착 조립체 70 : 금형 수송대
88 : 금형 프로파일(profile) 부재 110 : 정렬핀
본 발명은 신속 변경 금형 장착부를 포함하는 사출성형기 및 그의 설치방법에 관한 것이다.
전형적인 사출성형기의 작동요소는 스톡(stock) 재료를 한 배치(batch)의 성형품으로 변환시키도록 구성된다. "배치"는 한번 또는 다수의 제작공정 중 제작되는 미리 정해진 수의 동일 성형품을 가리킨다. 사출성형기의 작동요소는 대개 스톡 공급 조립체, 압출기 조립체, 사출 조립체, 프레스 조립체, 금형 펠릿 조립체를 포함한다.
산업적으로는 하나의 사출성형기로 여러 다른 배치의 성형품을 제조하는 것이 바람직하다. 전형적인 다수 배치 제조 시프트중 제1의 배치 성형품은 제1의 제조공정 중 제조된다. 이 제1의 제조공정을 시작하기 위해서는 바라는 형상의 제1의 배치 성형제품을 반영하는 "금형 프로파일"을 포함하는 제1의 금형 펠릿 조립체가 상기 사출성형기의 다른 조립체와 적절하게 조합하여 이 성형기내에 설치된다.
제작 공정의 완료시에 금형제품의 제2의 배치가 제조될 수도 있다. 다수 배치 제조시프트에서 이 제2의 성형제품 배치는 제1의 성형제품 배치와는 다른 특성을 갖는다. 결과적으로, 배치 전환에서 제1의 금형 펠릿 조립체를 제거하고 이를 제2 의 금형 펠릿 조립체로 대체하는 것이 필요하다.
본 발명은 상당한 비 가동시간과 특별한 기구를 사용하지 않고 배치 변환을 할 수 있는 사출성형기 및 그의 설치방법을 제공하는 것이다. 과거에는 배치 변환이 대개 15-45분 걸렸으나, 본 발명은 1-3분내에 배치 변환을 할 수 있다. 부가적으로 본 발명은 수공구를 사용할 필요가 없다. 특정 수공구의 사용은 이전에 고도로 숙련된 작동자가 금형 변환을 하는 것이 요구되었다. 상기 수공구의 사용 배제는 미숙련 작동자가 본 발명을 작동할 수 있게 하였다.
본 발명은 특히 프레임, 이 프레임에 결합된 사출 조립체, 프레임에 또한 결합된 프레스 조립체, 프레스 조립체와 결합된 금형 장착 조립체, 금형 장착 조립체에 의하여 프레스 조립체에 장착되는 금형 펠릿 조립체를 포함하는 사출성형기를 제공한다. 본 발명의 작동이 수동으로 제어되지만 제어시스템은 요소의 바람직한 작동 변수 뿐만아니라 본 발명의 요소의 이동을 조절하기 위하여 제공될 수도 있다.
금형 펠릿 조립체는 제1금형 펠릿 유닛과 제2금형 펠릿 유닛을 포함하는데, 이들이 폐쇄 위치에 있을때 금형 공동을 형성한다. 또한, 금형 펠릿 조립체는 상기 유닛들이 폐쇄 위치에 있을때 이들 유닛사이에서 정확한 정렬을 보장하는 정렬 부재를 포함한다. 제1금형 펠릿 유닛은 사출 조립체와 접속시키기 위한 사출 접속 부재를 포함한다.
금형 장착 조립체는 제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛을 각각 프레스 조립체에 결합하도록 구성된 제1 및 제2 의 금형 장착 기구를 포함한다. 금형 장착 조립체는 또한 프레스 조립체에 대한 금형 펠릿 조립체의 정확한 정렬을 지시하는 위치 센서를 포함한다. 프레스 조립체는 제1 의 제2의 금형 펠릿 유닛이 서로 분리된 개방 위치와 상기 유닛들이 금형 공동을 한정하는 폐쇄 위치사이에서 제1 및 제2금형 펠릿 유닛을 이동시킨다. 프레스 조립체의 이동은 금형 펠릿 조립체가 밀폐 위치에 있을 때 제1 금형 펠릿 유닛과 사출 조립체의 맞물림을 가능하게 한다.
이하 첨부도면을 참조로 하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 제1도를 참조하면 본 발명에 따른 금형 제품(M)의 제조를 위한 사출성형기는 부호(20)로 나타내진다. 이 사출성형기(20)는 일반적으로 C자형 프레임(29)을 포함한다. 이 프레임(29)은 두 수직 측면 플레이트(30)와 이 측면 플레이트를 상호 연결하는 수평 슬레이트(31) (32) (34)를 포함한다. 수평 및 수직 플레이트는 C자형 프레임(29)의 C자형 절개부와 두 플레이트(32) (34)내에 성형 스테이션(33)을 형성한다. 성형기(20)의 작동 요소는 직접 또는 간접으로 프레임(29)에 결합된다.
사출성형기(20)의 작동요소는 스톡 공급 조립체(도시안됨), 스크류 압출기 조립체(36), 및 성형재 사출용의 통상의 유압 실린더를 포함하는 사출 조립체(38)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 사출성형기는 일본국의 산유(Sanyu)에 의하여 제조된 25톤 사출성형 프레스이다. 그러나 이 성형기는 다수의 상업적으로 유용하거나 또는 변경된 성형기중의 하나일 수 있다.
컴퓨터 제어시스템(10)은 디스플레이 패널(13)과 작동자 제어 패널(12)을 갖는 프로그램 가능 컴퓨터(11), 리프트 제어기(15), 및 작동중 성형기(20)의 여러 요소를 작동시키는 유압 유닛(14)를 포함한다. 스톡 공급 조립체, 압출기 조립체(36), 사출 조립체(38)는 당업자에게 잘 알려진 통상의 구조이며 따라서, 여기에 상세하게 언급되지는 않는다. 그러나, 사출 조립체(38)는 특히, 미합중국 출원 제07/751,353호인 사출 노즐 유닛(40)을 포함한다. 제3도에 도시된 것처럼, 사출 노즐 유닛(40)은 중앙 사출 통로(44)를 형성하는 구멍을 갖는 원통형 하우징(42)을 포함한다. 이 하우징(42)은 사출 노즐(46)에 결합되고 사출통로(44)는 계속 관통한다.
사출성형기(20)의 작동 요소는 금형 펠릿 조립체(50), 프레스 조립체(52), 및 금형 장착 조립체(54)를 포함한다. 프레스 조립체(52)의 부분은 성형기 프레임(29)과 중간 수평 플레이트(32), 그리고 하부 수평 플레이트(34)에 결합된다. 금형 장착 조립체(54)는 프레스 조립체(52)에 결합되고 금형 펠릿 조립체(50)는 금형 장착 조립체(54)에 의하여 프레스 조립체(52)에 결합된다.
금형 펠릿 조립체(50)는 제1의 금형 펠릿 유닛(56)과 제2의 금형 펠릿 유닛(58)으로 구성된다. 폐쇄 위치에 있을때 금형 펠릿 유닛(56,58)은 제3도에 도시된 것처럼 금형 공동(59)을 형성한다. 프레스 조립체(52)는 금형 장착 조립체(54)에 의하여 이에 장착되었을 때 제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛들(56) (58)을 이동시키기 적합하다. 펠릿 유닛을 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능하다. 개방 위치에 있을때 금형 펠릿 유닛들(56) (58)은 서로 수직으로 이격된다. 폐쇄위치에 있을때 유닛들은 금형 공동(59)을 형성하도록 서로 맞물린다.
프레스 조립체(52)는 상부의 제1 지지대(60)와 하부의 제2 지지대(62)를 포함한다. 상부 지지대(60)는 프레임(29)에 고정된다. 그러므로, 상부 금형 펠릿 유닛(56)이 상부 지지대(60)에 고정되었을때 상부 금형 펠릿 유닛(56)은 성형기 프레임(29)에 대해 정지해 있다. 제2의 금형 펠릿 유닛(28)은 하부 지지대(62)에 고정되며 이에 따라 하부 지지대(62)의 이동으로 성형기 프레임(29)에 대해 제2 의 펠릿 유닛(58)이 이동하게 된다. 하부 지지대(62)는 제2b(a)-(b)도와 제2c(a)-(b)도에 각각 도시된 것처럼 방출/장전 위치와 사출위치 사이의 수직 이동 경로에서 이동하도록 작동한다.
금형 장착 조립체(54)는 상부 및 하부 지지대(60,62) 각각에 상부 및 하부 금형 펠릿 유닛(56,58)을 선택적으로 장착하기 위한 상부의 제1 금형 장착 기구(64)와 하부의 제2 금형 장착기구(66)를 포함한다. 상부 및 하부 금형 장착 기구(64,66)는 상부 및 하부 지지대(60,62)에 각각 고정되며, 금형 장착 위치와 금형 수용/방출 위치 사이에서 이동 가능하다. 금형-장착 기구(64,66)가 금형 장착 위치에 있을 때, 상기 기구와 금형 펠릿 유닛들(56,58)이 맞물려서 그 각각의 지지대(60,62)에 유닛들을 고정한다. 금형-장착 기구(64,66)가 금형 수용/방출 위치에 있을때, 대용 금형 펠릿 유닛들(56,58)은 그 각각의 지지대(60,62)와 고정적으로 맞물려서 수용되거나 고정 맞물림에서 해제된다.
성형 공정의 초기 단계에서 하부 지지대(62)는 방출/장전 위치에 위치된다. 이 위치에서, 금형 펠릿 조립체(50)는 개방 위치에 있어, 금형 펠릿 유닛들(56,58)이 제1 도에 도시된 것처럼 수직으로 정렬되어 서로 분리된다. 이 위치에서 성형 제품(M)에 성형되거나 또는 파묻히는 삽입물을 배치하거나 또는 유닛을 피복하는 것과 같은 펠릿 유닛(56,58)의 특정의 필요한 예비 사출 처리가 수행될 수도 있다. 이어, 하부 지지대(62)는 방출/장전 위치에서 사출위치로 이동된다. 이 위치에서 금형 펠릿 조립체(50)는 폐쇄 위치에 배치된다. 금형 펠릿 조립체(50)가 폐쇄 위치에 있을때, 금형 펠릿 유닛(56) (58)은 밀봉되어 맞물리고 상호 작용하여 바람직한 금형 형상을 갖는 금형 공동(59)을 형성한다.
일단 금형 펠릿 조립체(50)가 닫혀지고 금형 공동(59)이 형성되고 나면 사출 조립체(52)는 사출재료는 금형 공동(59)내로 사출한다. 사출중이나 후에 프레스 조립체(52)는 바라는 대로 성형 제품의 부분 또는 완전 경화에 필요한 조입력을 공급한다. 압력 센서(51)는 제어시스템과 전기적으로 상호 연결된 프레스 조립체(52)내에 제공된다. 바람직하고 적절한 압력이 유지되지 않는 경우에, 적절치 않은 압력에서 성형기를 작동하려고 하는 시도에 경고음을 내는 경보기가 제어시스템에 제공될 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 안전 스위치는 바람직하게 프로그램된 변수에 따르지 않는 온도와 압력 레벨에서 성형기의 작동을 방지하기 위하여 제공된다.
일단 성형 과정의 사출과 경화 단계가 완료되면 프레스 조립체(52)는 방출/장전 위치로 복귀하고 이에 따라 금형 펠릿 조립체(50)는 개방위치로 복귀한다. 이어, 성형 제품의 금형 펠릿 조립체(50)에서 방출될 수 있다. 펠릿 유닛들(56,58)의 필요한 예비 처리는 다음 사출 이전에 수행된다. 사출성형기(20)가 다른 금형 프로파일을 갖는 완전히 다른 금형제품 또는 다른 "배치"를 제조하기 위하여 사용가능되는 경우에, 금형 펠릿 조립체(50)는 또다른 금형 펠릿 조립체(50')로 대체될 수 있다.
사출성형기(20)에 의하여 제1배치의 성형품 제조를 위한 전형적인 작동순서는 금형설치, 사출성형 및 금형제거를 포함한다. 다른 성형재를 가지는 제2배치의 성형품의 제조는 부가재 변경 작업 단계를 포함한다. 금형 설치단계 중, 제1의 금형 플레이트을 갖는 금형 공동(59)을 형성하는 제1의 금형 펠릿 조립체(50)가 성형기(20)의 금형 스테이션내에 배치되어 고정된다. 일단 이 단계가 완료되면, 사출성형단계가 시작되고 바람직한 각각의 또는 배치의 성형품이 제조된다. 소망 개수의 금형 제품이 하나 또는 많은 사출공정중 제조된 후, 금형 제거가 개시되어 성형기에서 제1의 금형 펠릿 조립체(50)를 제거할 수도 있다. 이어, 금형 설치와 사출성형단계는 제2의 각각 또는 배치의 성형제품을 생산하기 위하여, 제2의 다른 금형 프로파일을 갖는 제2의 금형 펠릿 조립체(50')를 사용하여 반복될 수 있다.
용이한 설명을 위하여, 개략도 제2a, 2a(b)도에서 도시된 사출성형기(20)의 배열은 금형 설치 단계의 시작점으로서 지시되어 있다. 이 시작점에서 하부 지지대(62)는 방출/장전 위치에 배치되고, 상부와 하부 금형 장착 기구(64) (66)는 금형 수용/방출 위치에 있다. 금형 펠릿 조립체(50)는 금형 수송대(70)상의 폐쇄 위치에 배치된다. 금형 수송대(70)는 방출/장전 위치에서 하부 지지대(62)와 거의 공통 평면인 상면을 갖는 구름테이블이다. 금형 펠릿 조립체(50)는 폐쇄 위치에서 금형 공동(59)을 형성할 때 제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛(56) (58)의 정확한 정렬을 보장하는 정렬 부재(110)를 포함한다.
금형 설치의 다음 단계에서, 금형 펠릿 조립체(50)는 사출 조립체(38)와 결합하도록 제2b(a) 및 (b)도에서 도시된 것처럼 하부 지지대(62)와 맞물려서 그 위에 적절히 정확하게 정렬된다. 정렬 부재(110)는 제2의 금형 펠릿 유닛(58)이 사출단계용 제1 의 금형 펠릿 유닛(56)에 대해 제위치에 적절하게 정렬되게 한다. 위치 센서는 금형 펠릿 조립체(50)가 하부 지지대(62)상의 위치에 적절하게 배치되도록 제공된다. 사출 스테이션(33)에 제공된 바람직한 금형 펠릿 조립체(50)의 사출성형용 제어시스템(10)의 프로그래밍은 후술하는 방법에 의하여 이 단계처럼 행해진다.
일단 금형 펠릿 조립체(50)가 적절하게 배치되고 제어시스템의 프로그래밍이 시작되면 하부 지지대(62)는 방출/장전 위치에서 사출 위치로 이동된다. 지지대(60) (62), 금형 펠릿 조립체(50) 또는 금형 펠릿 유닛(54) (56)의 이동을 야기하는 하부 지지대(62)의 각각의 이동 또는 다른 작동은 리프트 제어기(15)를 사용하여 작동자에 의한 수동 작동을 요구한다. 제1도에 도시된 것처럼, 리프트 제어기(15)는 제어시스템에 의하여 표시되고 제어된 바의 바람직한 장치가 이동되기 전에, 작동자에 의하여 동시에 아래로 눌려져야 하는 두 개의 작동 버튼을 포함한다. 이 요소들을 이동시키기 위하여 두 버튼의 동시 작동이 요구되며, 이에 따라 두 손이 작동용 리프트 제어 버튼상에 있어야 하기 때문에 성형기(20)의 이동 요소와 작동자의 양 손사이의 접촉이 피해진다.
제2c(a)와 (b)도에서 도시된 사출 위치에서, 제1 금형 펠릿 유닛(56)은 상부 지지대(60)와 상부 금형 장착 기구(64)에 인접하게 배치된다. 부가적으로, 제1 금형 펠릿 유닛(56)은 사출 조립체(38)와 맞물린다. 이어, 상부 및 하부 금형 장착 기구(64) (66)는 금형 장착위치로 작동되어 제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛(56) (58)이 각각 상부와 하부 지지대(60) (62)에 고정된다.
그다음, 하부 지지대(62)는 제2d(a) 및 (b)도에서 도시된 것처럼 사출 위치에서 방출/장전 위치까지 이동가능하다. 상부 지지대(60)에 고정된 제1의 금형 펠릿 유닛(56)은 이 운동 중 정지된다. 하부 지지대(62)에 고정된 제2의 금형 펠릿 유닛(58)은 하부 지지대와 함께 움직인다.
금형 펠릿 유닛이 분리되고 새로운 재료가 다음 배치의 성형 제품을 위하여 사용되는 작동 순서의 이 시점에서, 예비 사출량의 사출 재료가 사출성형 단계에서 준비된 제1의 성형 펠릿 유닛(56)을 통하여 사출된다. 또한, 금형 펠릿 유닛(56,58)의 특정의 필요한 예비처리는 사출 작동전에 이 단계에서 수행된다.
일단 예비 사출과 예비 처리가 완료되면 사출성형 단계가 개시된다. 바람직한 실시예에서, 자동 사이클은 한 배치의 성형 제품을 완성하기 위하여 바람직한 회수의 예비 처리 및 사출 작동을 반복하는 제어시스템을 거쳐 개시된다. 사출 작업의 개시시에, 금형 펠릿 조립체(50)는 전술한 것처럼 금형 장착 조립체(54)를 사용하여 압출/장전 위치에서 프레스 조립체(52)에 장착된다. 그다음, 프레스 조립체가 작동하여 제2 의 금형 펠릿 유닛(58)을 수직으로 들어올려 사출 조립체(38)와 맞물리는 제1의 금형 펠릿 유닛(56)과 결합한다. 그후, 사출 조립체는 금형 공동(59)내로 공급 조립체에 의하여 공급된 바람직한 재료를 사출하기 위하여 작동한다. 이어, 금형 펠릿 조립체(50)는 성형 제품의 경화 개시 또는 경화에 충분한 시간 동안 프레스 조립체(52)내에 조여진채 유지된다. 경화 시간 동안, 사출 조립체(38)는 성형재료로 충전된다.
사출, 경화 및 재충전이 완료된후, 프레스 조립체가 작동하여 제2의 금형 펠릿 유닛(58)과 하부 지지대(62)를 방출/장전 위치로 수직으로 낮춘다. 이 위치에서, 성형된 제품은 제거되고 펠릿 유닛은 전술한 것처럼 제2의 사출을 위하여 필요한 대로 다시 예비 처리되거나 또다른 금형 펠릿 조립체(50')와 대체를 위하여 프레스 조립체와의 맞물림에서 해제된다.
일단 제1의 한 배치의 성형 제품의 바람직한 양이 생성되면, 금형 제거 단계가 개시되어 성형기(20)에서 제1의 금형 펠릿 조립체(50)를 제거한다. 자동 금형 변경 작동을 개시하기 위하여, 작동자는 금형 변경이 요구된다고 제어 패널(12) 상에 표시할 수 있으며, 이어, 제어시스템은 작동자에게 전술한 것처럼 지시를 개시한다. 하부 지지대(62)는 금형 펠릿 조립체(50)가 폐쇄 위치에 있는 사출 위치로 먼저 이동된다. 금형 장착 유닛(64) (66)은 비활성화 되거나 또는 금형 수용/해제위치로 이동한다. 이 위치에서, 하부 지지대(62)는 제2e 및 2f도에서 도시된 것처럼 방출/장전 위치로 낮추어질 수 있다.
그다음, 금형 펠릿 조립체(50)는 제2a(a)도에서 도시된 것처럼 하부 지지대(62)에서 금형 지지대(70)까지 이동되고 적절한 저장 위치로 수송된다. 하부 지지대(62)에서 금형 펠릿 조립체의 제거 또는 설치와 폐스트립재의 제거는 성형기의 작동을 계속하기 위하여 제어 패널을 사용하여 작동자에 의하여 제어시스템에 통지되어야 한다.
다른 금형 플레이트의 또 다른 배치의 성형 제품이 소망된다면, 설치 및 사출성형 단계는 제2h(a)도에서 도시된 것처럼 제2의 금형 펠릿 조립체(50')상에 반복될 수 있다. 제2 의 금형 펠릿 조립체(50')를 사용하여 사출성형을 위한 명세에 관한 제어시스템에 제공된 작동 변수가 제1의 배치에 사용된 재료와는 다른 사출 재료를 요구하는 경우에 재료 변경 작업이 수행된다. 제어시스템에 의하여 개시된 재료 변경 작업은 자동 재료 추출이다. 일단 사출 조립체(38)가 이전의 사출재를 추출하고 구 재료는 성형기에서 제거되면, 금형 설치 단계가 개신된다.
제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛(56,58)은 제3도에 잘 도시되어 있다. 제1의 금형 펠릿 유닛(56)은 사출성형 단계를 통하여 정지되어 있다. 이 유닛(56)은 상부 지지대(60)와 맞물리는 맞물림 플레이트(80)를 포함한다. 이 맞물림 플레이트(80)는 측면(80a)과 맞물림면(80b)을 갖는다.
제1의 금형 펠릿 유닛(56)은 또한 통상의 조임구(도시안됨)와 맞춤핀(84)을 통해 맞춤 플레이트(80)에 결합된 중간 플레이트(80)를 포함한다. 이 중간 플레이트(82)는 맞물림 플레이트(80) 보다 작으며 이에 대하여 중앙에 배치된다. 장착 표면(86)은 중간 플레이트(82)를 둘러싸는 맞물림 표면(80b)의 부분상에 형성되며, 여기에서 제1의 금형 펠릿 유닛(56)은 상부 금형 장착기구(64)에 의하여 맞물린다. 제1의 금형 펠릿 유닛(56)은 또한 금형 공동(59)의 상반부를 형성하는 금형 프로파일 부재(88)를 포함한다.
제2의 금형 펠릿 유닛(58)은 유사한 구성을 가지며, 맞물림면(90b)과 측면 가장자리(90a)를 갖는 제2의 맞물림 플레이트(90)와 통상의 조임구(도시안됨)와 맞춤못핀(94)에 의하여 이에 결합된 제2의 중간 플레이트(92)를 포함한다. 장착 표면(96)은 제2의 중간 플레이트(92)와 제2의 맞물림 플레이트(90)를 둘러싸는 제2의 맞물림 표면(90b)의 일부분상에 형성되며, 여기에서 제2의 금형 펠릿 유닛(58)은 하부 금형 장착기구(66)에 의하여 맞물린다. 게다가, 제2의 금형 펠릿 유닛(58)은 금형 공동의 하반부를 형성하는 금형 프로파일 부재(98)를 포함한다.
제3도에 도시된 것처럼, 제1의 금형 펠릿 유닛(56)은 맞물림 플레이트(80)와 중간 플레이트(82), 및 금형 프로파일 부재(88)를 통하여 신장하는 중앙 개구부(99)를 포함한다. 중앙 개구부(99)는 플레이트들(80) (82)과 프로파일 부재(88)가 정렬되는 중심축선(99a)을 포함한다. 사출 노즐 유닛(40)과 맞물리는 경사진 통로(102)를 갖는 노즐 신장 부재(100)는 중앙 개구부(99)와 맞물려서 밀봉된다. 금형 펠릿 유닛(56) (58)이 제3도에서 도시된 것처럼 폐쇄 위치에 있을때, 경사진 통로(102)는 맞물림 플레이트(80)의 상면(80c)과 금형 공동(59)사이에서 신장한다. 이 위치에서, 통로(102)는 사출 통로(44)를 연속시킨다. 따라서, 사출재료는 사출 노즐 유닛(46)과 노즐 신장부재를 거쳐 사출 조립체(38)에서 금형 공동(59)내로 사출된다.
제1의 금형 펠릿 유닛(56)은 안내링(104)을 포함한다. 안내링(104)은 맞물림 플레이트(80)의 상면(80c)과 공통 평면인 노즐 신장부재(100)의 부분을 둘러싼다. 링(104)은 적절한 조임구(105,106)에 의하여 맞물림 플레이트(80)에 결합된다. 상면(80c)에서 간격을 둔 안내링(104)의 부분은 링이 외부 레지스터 직경(104a)과 내부 챔버 또는 리드, 직경(104)을 갖도록 경사진다. 안내링(104)은 금형 장착 조립체(54)와 프레스 조립체(52) 뿐만아니라 사출 조립체(38)의 사출 노즐 유닛(40)과 제1의 금형 펠릿 유닛(56)의 위치잡기와 최종 정렬을 한다.
금형 펠릿 조립체(50)는 폐쇄 위치에서 제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛(56) (58) 사이에 정확한 정렬을 하는 정렬 부재(110)를 포함한다. 도시된 실시예에서 정렬 부재는 맞춤못 정렬핀이다. 이 핀들(110)은 제1의 금형 펠릿 유닛(56)내의 적절한 치수를 갖는 개구부(111)내에 압입 끼워맞춤되어 영구히 고정되어, 각 핀의 대략 반쪽이 그로부터 외부로 돌출한다. 핀들(110)의 돌출부는 유닛들이 폐쇄 위치에 배치될 때 제2의 금형 펠릿 유닛(58)에 있는 큰 직경의 개구부(111a)에 수용된다. 또다르게, 정렬핀(110)은 성형기 작동 순서의 특정 단계 중 제거 가능하도록 구성될 수도 있다.
전술한 것처럼 프레스 조립체(52)는 상부 지지대(60)와 하부지지대(62)를 포함한다. 상부 지지대(60)는 수평플레이트(32)에 고정되고 사출성형 단계를 통하여 고정되어 유지된다. 상부 지지대는 가열 플레이트(120)와 절연 플레이트(122)를 포함한다. 플레이트들(32) (120) (122)은 통상의 조임구(126) (128)로 함께 고정된다. 가열 플레이트(120)는 사출 중 금형 펠릿 조립체(50)의 온도 제어를 돕기 위하여 플레이트내의 전기 가열 요소(121)를 포함한다. 온도 센서(121a)는 또한 가열 플레이트 내부에 제공되어 제어시스템과 전기적으로 상호 연결되어 가열 플레이트의 온도에 관한 제어시스템에 피이드백 제어 신호를 제공한다. 적절한 온도가 유지되지 않는 경우에, 제어시스템은 적절치 않은 온도에서 기계가 작동하는 경우에 경고음을 내는 경보기와 상기 작동을 방지하는 안전 스위치를 가질 수 있다.
상부 지지대(60)의 플레이트들(122) (120) (32)은 가열 플레이트(120), 절연플레이트(122), 및 수평 플레이트(32)에 각각 있는 정렬된 중앙개구부(132) (134) (136)를 포함한다. 개구부들 (132) (134) (136)은 사출 노즐 유닛(40)의 원통형 사출 하우징(42)을 둘러싸는 치수의 직경을 갖는 개방 실린더를 형성한다.
사출 노즐 유닛(40)은 특히 스프링이 장전되어 있고 (도시안됨) 제2a(a) 및 (b)도에서 개략적으로 도시된 것처럼 밀리지 않은 상태에서 가열 플레이트(120) 너머로 신장된다. 그러나, 제1의 금형 펠릿 유닛(56)이 금형 장착 조립체(54)에 의하여 상부 지지대(60)에 고정된때, 사출 노즐 유닛(40)은 상방으로 밀리고 이에 따라, 사출 노즐(46)은 제3도에서 도시된 것처럼 맞물림 플레이트(80)의 상면(80c)과 같은 평면이 된다. 이 방법으로, 제1의 금형 펠릿 유닛(56)과 사출 노즐 유닛(40) 사이의 필요한 접속면이 확보된다.
하부 지지대(62)의 요소는 노즐 신장 부재(100)를 제외하고는 제1의 금형 펠릿 유닛(56)의 요소와 유사하다. 특히 하부 지지대(62)는 수평 슬레이트(34)에 고정되며, 적절한 통상의 고정구(148) (150)에 의하여 함께 결합되는 기부 플레이트(146), 절연 플레이트(144), 및 가열 플레이트(142)를 포함한다. 가열 플레이트(142)는 또한 사출중 금형 펠릿 조립체(50)의 온도 제어를 돕기 위하여 플레이트내의 전기 가열 요소(121)를 포함한다. 온도 센서(121a)는 가열 플레이트(142)내에 제공되며 상술한 것과 같은 제어와 안전 특성을 제공하도록 제어시스템과 전기적으로 상호 연결된다.
프레스 조립체(52)의 하부 지지대(62)의 제2의 금형 장착 조립체(66) 및 제2의 금형 펠릿 유닛(58)을 수직으로 이동시켜 제1의 금형 펠릿 유닛(56), 제1의 금형 장착 조립체(64), 및 상부 지지대(62)와 맞물리게 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 하부 지지대는 하부 수평 플레이트(34) 및 프레임(20)과 맞물리는 수직 리프트 장치(63)를 포함한다. 리프트 장치(63)는, 하부 지지대(62)의 기부 플레이트(146)와 이동 가능하게 맞물려서 수직이동시킴으로써, 사출 조립체(38) 및 상부 지지대(60)와 맞물리게 하는 통상의 유압실린더로 구성된다.
금형 장착 조립체(54)에는 상부 금형 장착 기구(64)와 하부 금형 장착기구(66)가 제공된다. 상부 금형 장착 기구(64)는 제1의 금형 펠릿 유닛(56)을 고정하여 상부 지지대(60)와 정렬시켜 결합한다. 제3도에서 도시된 것처럼, 한쌍의 지지 바아(200)는 빔(202)을 거쳐 중간 수평 플레이트(32)와 수직 플레이트(30)에 부착된다. 제1의 지지 바아(200)는 펠릿 유닛(56)의 맞물림 플레이트(80)의 측면(80a)을 경계짓도록 배치된다.
한쌍의 안내 레일(204)는 상부 지지대(60)의 가열 플레이트(120)와 지지바아(200) 사이에 배치되고 이에 고정된다. 제3도에 잘 도시된 것처럼, 각 안내레일(204)은 맞물림 플레이트(80)의 측면(80a)을 둘러싸는 경사진 단부(205)를 포함한다. 예시된 바람직한 실시예에서, 안내레일(204)과 측면(80a) 사이의 틈새는 안내링(104)의 리드 직경(104b)과 레지스터 직경(104a) 사이의 차이보다 작다.
상부 금형 장착 기구(64)는 제1쌍의 조임 유닛(206)을 더 포함한다. 조임 유닛(206)은 제1의 금형 펠릿 유닛(56)을 상부 지지대(60)에 결합하는 통상의 유압 작동 기구이다. 이를 위하여, 각각의 조임 유닛(206)은 지지 바아(200)의 중앙부 바로 아래에 배치되어 거기에 고정된다. 펠릿 유닛을 만들기 위하여, 각 조임 유닛(206)은 조임핀(208)을 작동하며, 이 조임핀은 조임 드라이브 부재(210)에 의하여 작동되는 조임 유닛에서 신장된다.
제1 및 3도에 도시된 것처럼 조임핀(208)이 신장될 때, 핀들은 금형 장착 위치에 상부 금형 장착기구(64)를 배치하기 위하여 제1의 금형 펠릿 유닛(56)의 장착 표면(86)과 맞물린다. 역으로, 조임핀(208)이 드라이브 부재(210)에 의하여 철회될 때 이 핀들은 상부 지지대(60)에서 제1의 금형 펠릿 유닛(56)을 해제하기 위하여 장착 표면(86)과 분리된다.
상부 금형 장착 기구(64)는 또한, 제1도에 잘 도시된 한쌍의 통상의 유압 안전 래치 유닛(212)을 포함한다. 이 안전 래치 유닛(212)은 지지바아(200)상에 장착된다. 유닛(212)은 제1의 금형 펠릿 유닛(56)의 코너 특히, 장착면(86)과 상호 작동하도록 배치된다. 아마도 어떤 적용예에서는 필요하지 않지만 이 유닛은 상부 지지대(60)와 제1의 펠릿 유닛(56)을 고정하는 조임 유닛(206)의 기능을 보충하기 위하여 제공된다. 유닛(212)은 각각 잠금 스크류(216)와 상호 접속되는 래치 아암(214)을 포함한다. 잠금 스크류(216)는 지지바아(200)에 있는 적절한 개구부(도시안됨)을 통하여 신장된다.
안전래치 유닛(213)은 제1도에서 잠금 위치로 도시되어 있어고, 이 위치에서 리치 아암(214)은 제1의 금형 펠릿 유닛(56)의 장착면(86)과 맞물린다. 금형 설치 및 금형 제거 단계에서, 래치 아암(214)은 제2a(a)도에 개략적으로 도시된 것처럼 제1의 금형 펠릿 유닛(56)에서 멀리 선회된다. 또한, 금형 펠릿 유닛의 설치가 완료되었을때 래치 아암(214)은 제2c(b)도에 개략적으로 도시되고, 제1도에 도시된 것처럼 이 유닛 아래에서 도로 선회되어 제위치에 잠겨진다. 안전 래치 유닛(212)은 전력 또는 유압력의 손실이 유닛의 조임력에 상당한 영향을 주지 않아 제1의 금형 펠릿 유닛(56)이 고정 위치에 안전하게 유지되도록 구성된다.
하부 금형 장착 기구(66)는 제2의 금형 펠릿 유닛(58)을 고정하여 하부 지지대(62)와 적당하게 배열하여 맞물리게 한다. 하부 금형 장착 기구(66)는 비임(231)과 같은 적절한 방법으로 하부 지지대(62)에 부착된 지지 플레이트(230)를 포함한다. 한쌍의 가이드 레일(232)은 지지 플레이트(230)와 가열 플레이트(142) 사이에 배치되어 고정된다. 안내 레일(232)은 상부 금형 장착 기구(64)의 안내레일(204)과 유사하고, 각각의 레일은 제2의 맞물림 플레이트(90)의 측면(90a)을 둘러싸는 경사단부(233)를 포함한다. 예시된 바람직한 실시예에서, 안내레일(204)과 측면(90a) 사이의 틈새는 안내링(104)의 리드 직경(104b)과 레지스터 직경(104a) 사이의 차이보다 작다.
하부 금형 장착 기구(66)는 또한 제1도에 잘 도시된 C자형 위치구(234)를 포함한다. 이 C자형 위치구(234)는 제2의 금형 펠릿 유닛(58)의 배면 가장자리부를 감싸도록 치수를 가지며 배치된다. 위치 센서(236)는 표준 전기 접근 스위치인 C자형 위치구(234)중의 하나에 배치된다.
위치 센서(236)는 제2의 금형 펠릿 유닛(58)과의 접촉을 지시하고 일단 접촉이 이루어지면 제어시스템 디스플레이 패널에 신호를 보내도록 구성된다. 이 방식으로, 성형기(20)의 작동자는 제2의 금형 펠릿 유닛(58)이 사출 스테이션(33)내에 정확하게 정렬되었는지 여부를 용이하게 판정할 수 있다.
위치 센서(236)는 접촉이 이루어진 것을 시각적으로 나타내는 제어시스템의 디스플레이 패널(13)에 전기적으로 접속된다. 부가적으로 또는 선택적으로 컴퓨터 제어시스템(10)과 전기적으로 상호 작동하는 위치 센서(236)는 컴퓨터 제어시스템에 부가적인 피이드백 제어 신호를 제공한다. 적절한 접촉이 이루어지지 않은 경우에, 제어시스템은 펠릿 유닛이 비적절한 위치에 있을 때 성형기를 더 작동시키는 경우에 경고음을 내는 경보기와 상기 작동을 방지하는 안전 스위치를 구비할 수도 있다.
하부 금형 장착 기구(66)는 상부 금형 장착기구(64)의 조임 유닛(206)에 유사한 한쌍의 조임 유닛(204)을 포함한다. 이 조임 유닛(240)은 제2의 금형 펠릿 유닛(58)을 하부 지지대(62)에 결합하는 통상의 유압 작동기구이다. 각각의 조임 유닛(240)은 지지 플레이트(230)의 중앙부의 상부에 배치되고 이에 고정된다. 펠릿 유닛(58)을 맞물기 위하여, 각각의 조임 유닛(240)은 드라이브 부재(244)에 의하여 작동되는 조임 유닛에서 신장되는 조임핀(242)을 포함한다.
조임핀(242)의 신장과 철회는 금형 장착 위치와 금형 수용/방출 위치의 각각에서 제2의 금형 장착 기구(66)의 위치와 대응한다. 특히 조임핀(244)이 제1 및 3도에서 도시된 것처럼 신장된때, 제2의 금형 펠릿 유닛(58)은 하부 지지대(62)에 고정된다. 역으로, 조임핀(244)이 철회된때, 제2의 금형 펠릿 유닛(58)은 비결합되고 하부 지지대(62)에서 방출될 수도 있다.
성형기(20)의 바람직한 실시예에서, 컴퓨터 제어시스템(10)은 스톡 공급 조립체, 압출기 조립체(36), 사출 조립체(38), 금형 펠릿 조립체(50), 프레스 조립체(52), 및 금형 장착 조립체(54)의 모든 작동 양상을 제어하도록 프로그램 가능하다. 성형기(20)의 모든 요소의 작동 및 동작을 제어함에 의하여, 금형 펠릿 조립체(50)는 작동자의 간섭없이 설치되어 사출되고 제거된다. 제어시스템은 성형기(20)용 주전력 공급기(도시안됨)를 포함한다. 부가적으로, 성형기(20)의 작동 중 여러 요소를 작동하는 유압 유닛(14)은 통상의 폐루프(closed loop) 유입 밸브 시스템이다.
작동자 제어 패널과 디스플레이 패널을 포함하는 프로그램 가능 컴퓨터(11)는 성형기(20)의 작동을 위한 바람직한 설정과 작동 조건을 미리 정하기 위하여 성형기와 그 요소의 프로그래밍이 가능하다. 바람직한 실시예에서, 시스템(10)은 성형기의 자동 사이클 및 이 자동 사이클 내의 단계의 작동 또는 비작동을 가능하게 하는 신시내티 일렉트로 시스템 4045 작동자 인터페이스와 성형기(20)의 모든 변수의 기능을 설정하고 제어하는 미쯔비시 A 시리지 프로그램가능 제어기를 포함한다. 컴퓨터 제어시스템은 다수의 상업적 프로그램 가능 시스템과 작동자 스테이션중의 하나일 수 있다.
성형기(20)의 작동 이전에 제조되는 성형 제품의 작동 제어 변수는 제어시스템(10)내로 프로그램된다. 상지 작동 변수는 예를 들면 성형되는 아이템의 치수, 시간당 성형되는 아이템의 수, 사출 조립체(38)내의 재료의 체적, 압출기 조립체(36)의 스크류 스피드, 재료온도, 사출 조립체(38)용 압력과 유량 설정, 재료 경화시간, 사출기 조립율, 충전율, 사출압력, 조임 조립체와 유압 유닛(14)과 같은 작동 요소에서 감시되는 바람직한 온도와 압력을 포함할 수도 있다.
각 배치의 제품용 제어시스템에 제공된 정보를 근거로 자동 사이클이 프로그램되어 최소 작동자 간섭으로 성형기(20)를 작동한다. 또 다르게, 프로그램가능 컴퓨터(11)와 작동자 제어 패널(12))은 필요하다면 성형기 작동 조건과 위치를 시작, 정지 또는 변경하는데 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 바아 코드 판독기(236a)는 성형기와 제어시스템에 의하여 사용되는 바람직한 작동 제어 변수에 관한 정보를 제공하기 위하여 위치 센서(236)의 일부분을 형성한다. 성형기(20)내에서 사용되는 상이한 금형 펠릿 조립체의 각각은 제어시스템(10)내로 프로그램되는 바람직한 성형품과 그 조립체용의 바람직한 작동 변수를 가진다. 넓은 제조 환경에서 상이한 금형 펠릿 조립체의 수는 100 또는 그 이상일 수 있다.
하부 지지대(62)상의 그 정렬 위치에 바아 코드 표시를 갖는 금형 펠릿 조립체(50)를 배치하면, 바아코드 판독기는 전자적으로 바아코드 표시를 조사하여 특정 금형 펠릿 조립체(50)를 식별한다. 일단 금형 펠릿 조립체(50)가 식별되면, 식별된 특정 조립체(50)에 양도된 제어시스템(10)내의 프로그램된 작동 변수가 이행된다. 상기 바아 코드 시스템을 사용하여 작동자가 바람직한 변수에 제어시스템을 설정하고, 호출하며 또는 프로그램하는 부가적인 시간을 낭비할 필요가 없으므로, 금형 펠릿 조립체의 변경 중에 시간을 절약할 수 있다.
이 장치의 바람직한 형태는 상술한 것과 같다. 그러나 본 기술에 기반을 두고 다른 장치의 동등한 특징과 이점을 달성하도록 바람직한 실시예에 대한 변경이 가능하다.

Claims (13)

  1. 성형 제품을 제조하기 위하여 성형재를 사출하기 위한 사출성형기에 있어서, 성형기 프레임, 이 프레임과 결합된 사출 조립체, 상기 프레임과 결합된 프레스 조립체, 이 프레스 조립체와 결합된 금형 장착 조립체, 및 상기 금형 장착 조립체에 의하여 상기 프레스 조립체에 고정되는 금형 펠릿 조립체로 이루어지며, 상기 금형 펠릿 조립체는 폐쇄 위치에 있을때 금형 공동을 형성하는 제1의 금형 펠릿 유닛과 제2의 금형 펠릿 유닛을 포함하고, 상기 금형 펠릿 조립체는 상기 폐쇄 위치에 있을때 상기 제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛 사이의 정확한 정렬을 보장하는 정렬 부재를 또한 포함하며, 상기 제1의 금형 펠릿 유닛은 상기 사출 조립체와 맞물리고 성형재를 수용하는 사출 통로 조립체를 포함하고, 상기 금형 장착 조립체는 상기 프레스 조립체에 상기 제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛을 고정하고, 또한 상기 프레스 조립체에 대한 상기 금형 펠릿 조립체의 위치를 지시하는 센서를 포함하며, 상기 프레스 조립체는 상기 제1의 금형 펠릿 유닛들이 상기 사출 조립체와 맞물리는 상기 폐쇄 위치와 상기 유닛들이 서로 분리되는 개방 위치 사이에서 상기 제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛을 이동시키는 사출성형기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프레스 조립체는 제1의 지지대와 제2의 지지대를 포함하고, 상기 금형 장착 조립체는 상기 제1 및 제2의 지지대에 각각 결합되는 제1 및 제2의 금형 장착 기구를 포함하는 사출성형기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1의 지지대는 상기 성형기 프레임에 대해 정지해 있고, 상기 제1의 금형 펠릿 유닛은 작동중 상기 정지 제1의 지지대에 고정되고, 상기 제2의 지지대는 상기 성형기 프레임에 대해 이도 가능하며, 상기 제2의 금형 펠릿 유닛은 작동중 상기 이동가능한 제2의 지지대에 고정되는 사출성형기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 센서는 상기 제2의 지지대에 대한 상기 제2의 금형 펠릿 유닛의 위치를 지시하는 사출성형기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛은 각각 그 관련 제1 또는 제2의 지지대를 맞물기 위한 맞물림 플레이트와, 상기 맞물림 플레이트에 고정되는 중간 플레이트와, 금형 프로파일 부재로 구성되며, 상기 제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛의 상기 금형 프로파일 부재는 상기 폐쇄 위치에 있을때 상기금형 공동을 함께 형성하는 사출성형기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1의 금형 펠릿 유닛 사출 통로 조립체는, 상기 제1의 금형 펠릿 유닛의 상기 금형 프로파일 부재와, 상기 중간 플레이트와 상기 맞물림 플레이트를 통하여 신장하는 중앙 개구부와 재료 통로를 포함하며 상기 중앙 개구부내에 맞물리는 노즐 부재와, 상기 노즐 부재를 둘러싸는 안내링을 포함하며, 이 안내링은 상기 사출 통로 조립체와 상기 사출 조립체의 맞물림을 위해 상기 안내링을 정렬시키는 상기 맞물림 플레이트에 고정되는 사출성형기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 정렬 부재는 상기 제1 또는 제2의 금형 펠릿 유닛에 있는 개구부내에 고정되어 그로부터 돌출하고, 상기 정렬 부재는 맞물림중 상기 금형 펠릿 유닛들을 적절하게 정렬하도록 상기 제1 또는 제2의 금형 펠릿 유닛중의 다른 것에 형성된 개구부내에 수용되는 사출성형기.
  8. 제9항에 있어서, 상기 제1의 금형 장착 기구는 상기 제1의 지지대에 대해 상기 제1의 금형 펠릿 유닛을 정확하게 배치하는 안내레일을 포함하는 사출성형기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 안내레일은 상기 안내링의 폭치수 이하인 틈새를, 상기 안내레일과 상기 제1의 금형 펠릿 유닛 사이에 제공하도록 치수를 가지고 배열되는 사출성형기.
  10. 제3항에 있어서, 상기 제1의 금형 장착 기구는 상기 제1의 지지대에 상기 제1의 금형 펠릿 유닛을 고정하기 위한 조임 유닛을 포함하는 사출성형기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 조임 유닛은 상기 제1의 금형 장착기구를 금형 장착 위치와 금형 수용/방출 위치에 각각 배치하도록 상기 조임핀을 선택적으로 작동하기 위한 드라이브 부재와 조임핀을 포함하는 사출성형기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1의 금형 장착 기구는 또한 상기 금형 장착 위치에 있는 상기 조임 유닛이 동력을 잃는 경우에 상기 제1의 지지대와 맞물린 상기 제1의 금형 펠릿 유닛을 보유하는 안전 래치 유닛을 더 포함하는 사출성형기.
  13. 사출 조립체와 프레스 조립체를 갖는 사출성형기에 금형 펠릿 조립체를 설치하는 방법에 있어서, 폐쇄 위치에 있을때 금형 공동을 형성하는 제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛을 가지는 금형 펠릿 조립체를 제공하는 단계, 제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛을 닫힌 위치에 배치하며, 상기 유닛들을 서로에 대해 정렬하는 단계, 사출 조립체로부터 분리되어 이와 정렬된 장전위치에 프레스 조립체에 대해 상기 제2의 금형 펠릿 유닛을 배치하는 단계, 상기 제1의 금형 펠릿 유닛이 사출 조립체와 맞물리도록 상기 장전위치에서 사출위치까지 상기 제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛을 이동시키는 단계, 상기 제2금형 펠릿 유닛이 고정되어 있는 하부 지지대를 사출위치에서 장전위치로 이동시켜 금형 펠릿 유닛들을 분리하는 단계, 상기 프레스 조립체에 상기 제1 및 제2의 금형 펠릿 유닛을 결합하는 단계, 및 상기 프레스 조립체를 작동시킴으로써 상기 제2금형 펠릿 유닛을 수직으로 들어올려 상기 제1금형 펠릿 유닛과 맞물리게 하는 단계로 이루어지는사출성형기의 설치방법.
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