KR970008243B1 - 금형 캐비티내의 수지위치를 모니터하는 방법 - Google Patents

Abstract

요약 없음

Description

금형 캐비티내의 수지위치를 모니터하는 방법

사출조건을 설정할 경우, 사출속도는 캐비티내에 수지가 지날때의 유동저항에 따라 설정할 필요가 있다. 또 캐비티내는 그 영역에 따라 유량 저항이 상이하다. 예컨대 캐비티내를 흘러가는 수지가 캐비티 단면 형상의 변화에 따라 그의 통과 단면적이 급히 변화하였을때, 혹은 수지의 흐르는 방향이 급히 변화하였을때는 유동 저항이 변화한다. 그때문에, 사출속도의 전환위치는 캐비티내의 수지의 충전상태를 조사한 수 설정하지 않으면 안된다. 그리고, 여기서 사출속도란 사출 성형기의 노즐로부터 사출되는 수지의 속도로서, 성형재료가 단위 시간당 캐비티내로 사출되는 수지량을 말한다.

종래 이 캐비티내의 수지의 충전상태를 조사하는 방법으로서, 쇼오트 쇼트법이 사용되고 있었다. 이 쇼오트 쇼트법은 수지를 소량 사출한 후 금형을 열고 수지의 충전량을 조사하여 순차적으로 사출 수지량을 증대시키고 유동 저항이 변화하는 스크루 위치를 금형내에 충전된 수지 위치로부터 구하고, 이 위치로부터 사출 속도 전환위치를 구하도록 하는 것이다.

이 쇼오트 쇼트법에서는 상술한 바와 같이, 소량씩 수지량을 증대시켜서 사출을 하고, 사출을 할때마다 금형을 열어서 금형에 충전된 수지 선단위치를 조사할 필요가 있어 많은 시간과 노동을 필요로 한다. 또 금형에 따라서는 예컨대 코넥터등의 금형에서는 쇼오트 쇼트법을 사용할 수 없다. 또 이 쇼오트 쇼트법에 의한 사출조건 탐색중에 과충전으로 금형을 파손시켜 버리는 경우가 이어 문제가 된다.

또 캐비티내의 수지 충전 상태와 스크루 위치관계를 파악하는 것은 사출속도의 전환위치를 정하는데 있어 중요함은 물론, 사출속도나 사출압을 결정할때에도 참고가 된다.

발명의 개시

본 발명의 목적은 캐비티내의 수지 충전 상태와 스크루 위치의 관게를 자동적으로 표시하여 모니터할 수 있는 캐비티내의 수지위치를 모니터하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1의 형태는 금형 캐비티내에 주입된 수지의 유동 저항이 크게 변화하게 되는 단면 경계로써 복수의 영역으로 구획하고, 이 구획된 영역의 각각의 체적을 사출 성형기의 제어장치에 설정하고 이 제어장치는 스크루 지름, 설정된 쿠션량 및 상기 각 영역체적으로부터 캐비티내의 수지 선단이 상기 각 단면 경계에 도달할때의 각각의 스크루 위치, 및 스크루 백 위치를 표시장치에 표시하도록 하고 있다.

또 제2의 형태는 금형 캐비티를 주입된 수지의 유동 저항이 크게 변화하게 되는 단면 경계로써 복수의 영역으로 구획하고, 이 구획된 영역의 각각의 체적을 사출 성형기의 제어장치에 설정하고, 이 제어장치는 스크루 지름, 설정된 스크루 백 위치 및 상기 각 영역 체적으로부터 캐비티내의 수지 선단이 상기 각 단면 경계에 도달할때의 각각의 캐비티의 위치를 표시장치에 표시하도록 하고 있다.

바람직하기는 사출 성형기는 프로세서를 갖는 제어장치로 제어하는 것으로서, 상기 각 영역의 체적은 CAD 시스템에 의한 금형 설계시에 구하여, 상기 제어장치에 설정하도록 하고 있다.

더욱 바람직하기는 표시화면에 스크루 좌표축과 이 스크루 좌표축에 대응한 실린더의 그림을 도시하고 상기 스크루 좌표축상에는 스크루 백 위치, 쿠션량에 대응하는 스크루 위치 및 캐비티내의 수지 선단이 상기 각 단면 경계에 도달할때의 각각의 스크루 위치를 나타내는 표지를 표시하는 동시에, 이것들의 각 위치에 있는 스크루의 그림을 표시 실린더의 대응위치에 각각 그리도록 하고 있다.

더욱 바람직하기는 상기 표시화면에 또 캐비티의 단면의 그림 및 각 단면 경계를 표시하도록 하고 있다.

그래서, 캐비티내의 어느 영역의 체적을 V로 하고, 스크루의 직경을 D로 하고, 이 체적 V의 영역에 수지를 충전하는데 필요한 스크루 스토로크량(스크루 이동량)을 S로 하면 다음의 관계가 성립한다.

S=V/[(D/2)²·π] ……………………………………………………………… (1)

그래서 상기 식(1)의 V에 캐비티의 전체적 V을 대입시키면, 캐비티내를 모두 충전시키는 스크루 스크로크량(S)이 구하여진다. 따라서, 이 스크루 스트로크량(S)으로 설정된 쿠션량을 가산하면 스크루 백 위치가 구하여진다. 또 설정된 유동 저항이 상이한 영역마다에 그 영역의 체적마다 상기 식(1)으로부터 스크루 스트로크를 구하고, 수지가 충전되는 영역순으로 순차로 각 스크루 스트로크를 구하여 순차로 가산하여 이 가산된 값과 상기 스크루 백 위치로부터 캐비티내의 수지 선단이 유동 저항이 상이한 경계위치에 달하였을때의 스크루 위치가 구하여진다. 또 수지가 충전되는 영역순과는 반대 방향으로 순차로 각 스크루 스트로크를 구하여 순차로 가산하고, 이 가산한 값과 쿠션량으로부터 캐비티내의 수지 선단이 유동 저항이 상이한 경계 위치에 도달하였을 때의 스크루 위치를 구할 수가 있다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

이하, 본 발명의 1실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

제4도는 본 발명의 방법을 실시하는 1실시예의 전동식 사출 성형기 및 이 사출 성형기의 제어계 요부를 나타내는 도면이며, 이 제4도를 참조하면, 전동식 사출 성형기는 제어 장치로서의 수치 제어 장치(100), 스크루(1), 가열 실린더(4), 스크루(1)를 축 방향으로 구동하는 사출용 서어보 모터(2), 및 사출용 서어보 모터(2)에 부착된 펄스코더(3)등으로 이루어진다.

사출 성형기를 제어하는 수치 제어 장치(이하, NC 장치라고 한다)(100)는 NC 용의 마이크로프로세서(이하, CPU라고 한다)(108)와 프로그래머블 머신 콘트롤러(이하, PMC라고 한다) 용의 CPU(110)를 가지고 있으며, PMC 용의 CPU(110)에는 사출 성형기의 시퀀스 프로그램등을 기억한 ROM(113)과 데이터의 1시기억에 사용되는 RAM(106)이 접속되어 있다.

NC 용 CPU(108)에는 사출 성형기를 전체적으로 제어하는 관리 프로그램을 기억한 ROM(111) 및 사출용, 클램프용, 스크루 회전용, 이젝터용 등의 각축의 서보 모터를 구동제어하는 서보회로가 서보 인터페이스(107)를 통하여 접속되어 있다. 또한 이 제4도에서는 이것들의 서보회로중, 사출용 서보모터(2)의 서보회로(101)만이 도시되어 있다.

또 버블 메모리나 CMOS 메모리로 구성되는 불휘발성의 공유 RAM(103)은 사출 성형기의 각 동작을 제어하는 NC 프로그램등을 기억하는 메모리부와, 각종 설정치, 파라미터, 매크로 변수를 기억하는 설정 메모리부를 갖는다. 버스 아비터 콘트롤러(이하, BAC라고 한다)(109)에는 NC 용 CPU(108) 및 PMC 용 CPU(110), 공유 RAM(103), 입력회로(104), 출력회로(105)의 각 버스가 접속되고, 이 BAC(109)에 의해서 사용하는 버스를 제어하도록 되어 있다. 또 CRT 표시 장치부 수동 데이터 입력장치(이하, CRT/MCI라고 한다)(114)는 오퍼레이터 패널 콘트롤러(112)를 통하여 BAC(109)에 접속되어 있고, 소프트 키나 텐키 등의 각종 조작키를 조작함으로써 여러가지의 지령 및 설정 데이터의 입력을 할 수 있도록 되어 있다. 또한, NC 용 CPU(108)에 버스 접속된 RAM(1-2)은 데이터의 일시 기억등에 이용되는 것이다.

제4도에서는 사출축에 관한 것뿐이며, 즉 스크루(1)를 구동하여 사출시키기 위한 사출용 서보 모터(2), 및 그의 사출용 서보 모터(2)에 부착되고, 이 서보 모터의 회전을 검출하여 스크루 위치를 검출하는 펄스코더(3)만을 나타내고 있으며, 다른축 예컨대 형조임축, 스크루 회전축, 이젝터축 등에 관한 것은 생략하고 있다. 또 NC 장치(100)의 서보회로도 사출용 서보 모터의 것만을 나타내고, 다른축의 서보회로는 생략하고 있다.

상기의 구성에 있어서, NC 용 CPU(108)는 프로그램된 이동 지령에 따라, 서보 인터페이스를 통하여 각축의 서보 회로에 펄스분배를 하고, 각축의 서보모터를 구동한다. 또 PMC 용 CPU(110)는 종래와 동일하게 시퀀스 제어를 실시한다.

다음에 스크루(1)의 위치와 금형내의 수지 충전량의 관계를 모니터 하는 처리에 관하여 설명한다.

먼저, 금형의 캐비티에 그속에 주입된 수지의 유동저항이 크게 변화하게 되는 통과단면을 특정하고, 이 통과단면을 경계로 하는 영역을 구획하고, 그 구획 영역의 체적을 구한다. 금형 설계는 통상, CAD 시스템으로 행하여지기 때문에, 상기 구획 영역의 체적은 각각 간단히 구할 수가 있다.

예를들면, 제3도에 도시한 바와 같은 캐비티 형상(11)을 갖는 금형(10)의 경우, 노즐로부터 사출된 수지는 먼저 제3도에서 체적(v1)으로 표시되는 영역을 채우고, 다음에 체적(v2)으로 표시되는 영역으로 나아가지만 그때, 수지선단은 그의 진행 방향이 직각으로 굽어지게 되게되고, 게다가 통과단면이 크게 변화한다. 따라서 유동 저항이 크게 변화하게 된다. 또 수지가 체적(v2)으로 표시되는 영역을 채운후, 체적(v3)으로 표시되는 영역으로 진행할때, 여기서도 통과단면이 크게 변화하기 때문에, 유동 저항이 크게 변화하게 된다. 따라서, 제3도에 표시한 캐비티에 관하여 유동 저항이 변화하는 단면은 각각 별도의 해칭으로 도시한 체적(v1)으로 표시되는 영역과 체적(v2)로 표시되는 영역과의 경계단면, 및 체적(v2)으로 표시되는 영역과 체적(v3)으로 표시되는 영역과의 경계단면(2개소)으로 된다. 그리고 이 경계단면으로부터 영역이 동도면에서, 체적(v1, v2, v3)으로 표시되도록 각각 구획되게 된다.

이상과 같이 하여 수지가 충전되는 순서로 또한 유동 저항이 상이한 영역마다 그 구획 영역의 체적(V1-VN)을 구하여 둔다. 그리고, 이 각 영역의 체적(v1-vN)을 CRT/MDI(114)로부터 입력하여 수치 제어 장치의 공유 RAM(103)에 설정한다. 혹은 사출 성형기와 CAD 장치를 결합하여 CAD 장치로부터 직접 각 영역의 체적(v1-vN)을 직접 수치 제어 장치에 입력하여도 좋고, 더 나아가서는 금형에 부착한 금형의 특징이나 그 금형을 사용할때의 성형 조건을 기억한 기억장치로부터 상기 체적(v1-vN)을 수치 제어 장치에 입력하도록 하여도 좋다. 그리고 상기 체적(v1-vN)을 설정한 후, 캐비티내 수지 위치 모니터 모드로 하면, PMC 용 CPU(110)는 제1도에 흐름도로 표시한 처리를 개시한다.

여기서 이 처리를 설명하면 먼저 쿠션량(Lc)의 입력이 있거나, 또는 이미 쿠션량(Lc)이 설정되어 있는지 아닌지를 판단하고(단계 200), 입력 설정되어 있으면 사출 완료 위치를 CRT/MDI(114)의 표시화면에 표시한다(단계 201). 통상, 가열 실린더(4)의 선단위치를 좌표계의 원점으로 하고, 스크루 선단이 이 실린더(4)의 선단 위치로부터 멀어지는 방향을 플러스 방향으로 설정하기 때문에, 설정된 쿠션량(Lc)의 값이 사출완료 위치의 값으로 된다. 다음에 지표(i)를 사출 단수(N)에 설정하고, 즉, 설정된 유동 저항이 상이한 영역의 수(N)로 설정하고(단계 S202), 다음의 식(2)에 의해서 i-1단으로부터 i단으로의 전환 위치(Li-1)를 구하여 표시화면에 표시한다(단계 203).

다음에, 지표 i로부터 1을 감산하고, 이 지표(i)가「0」인지 아닌지를 판단하고(단계 204, 205), 이 지표(i)가「0」으로 될 때까지 단계(203)로부터 단계(205)의 처리를 반복하고, 각 사출속도 전환위치(LN-1 내지 L0)를 표시하고, 지표(i)가「0」으로 되면 이 처리를 끝낸다.

이상의 처리를 제3도에 도시한 형상의 캐비티의 경우(설정한 영역의 수를 사출 단수의 수(N)가「3」일 경우)를 예로 설명하면, 먼저 CRT/MDI(114)의 표시화면상에 제2도에 도시한 바와 같은 실린더(4)의 그림과 그의 하방의 스크루 위치를 나타내는 스크루 좌표축이 표시된다. 이어서 표시화면상에는 설정되어 있는 쿠션량(Lc)에 대응하는 사출 완료 위치(L3)가 소정 표시란에 표시된다(단계 201). 동시에 이 표시화면에는 그의 위치(L3)가 제2도에 도시되는 바와 같이 표시 스크루 좌표축상에 표시되는 동시에 스크루 선단부의 그림이 화면표시의 실린더와의 대응위치에 표시된다. 다음에 제2단의 사출속도로부터 제3단의 사출속도로의 전환위치 L2(=Lc+S3)가 표시화면의 소정위치에 표시된다(단계 203). 동시에 이 표시화면에는 그의 위치(L2)가 표시 스크루 좌표축상에 표시되는 동시에, 스크루 선단부의 그림이 화면표시의 실린더와의 대응위치에 표시된다. 또 다음에 제1단의 사출속도로부터 제2단의 사출속도로의 전환 위치 Li(=Sc+S2+S3)가 상기와 동일하게 화면상에 표시되고, 마지막으로 스크루 백 위치 L0=Lb(=Lc+S1+S2+S3)가 상기와 동일하게 화면상에 표시되게 된다.

이렇게 하여 표시된 각단의 사출속도 전환위치(L0-LN)는 사출속도 전환위치를 실제로 설정할때의 기준위치로 되는 것으로서, 경우에 따라서는 수지의 점성등의 여러조건을 감안하므로써, 상기한 위치(L1, L2)를 다소 전후로 이동시키는 것도 있을 수 있다.

또한 상기 예에서는 표시화면에는 사출속도 전환위치의 값을 표시하는 동시에 실린더 및 스크루 선단부의 그림도 표시하도록 하였으나 또한 제3도에 표시한 바와 같은 금형 캐비티의 단면의 그림 및 해칭등으로 식별을 표시한 구획 영역을 표시하도록 하여도 좋다.

더우기 상기 실시예에서는 쿠션량(Lc)이 설정되었을때, N단(사출단수)으로부터 제1단으로 전환위치를 순차로 구하였으나, 이것에 대신하여, 스크루 백 위치(Lb)가 설정되었을때, 혹은 쿠션량과 캐비티의 전체로부터 스크루 백 위치(Lb)를 구하였을때, 그 설정된 또는 구하여진 스크루 백 위치(Lb)로부터, 제1단째로부터 제2단째, 제2단째로부터 제3단째-제N-1단째로부터 제N단째, 제N단째로부터 사출 완료 위치를 구한다는 것과 같이 할 수도 있다. 이 경우에는 제1단째의 스크루 스트로크량(S1)으로부터 순차로 각단의 스트로크량(Si)을 가산하고 이 가산된 양을 스크루 백 위치로부터 감하므로써 각단의 전환위치를 구할 수가 있다.

본 발명에 있어서도, 캐비티내의 유동 저항이 변화할때마다 그 상이한 영역마다의 체적에 의해 각 영역이 수지로 충전되는 스크루 위치를 사출 속도로 전환하는 위치로서 구하여 표시하도록 하였으므로, 수지 충전량과 스크루 위치의 관계가 명확히 되고, 이 표시된 스크루 절환위치로부터, 수지의 점성, 기타의 조건을 고려하여, 용이하게 사출속도 전환위치를 설정할 수가 있다. 또 캐비티내의 수지충전 상태와 스크루 위치의 관계를 파악할 수 있으므로, 사출 압력의 설정등에도 참고가 된다.

더 나아가서는 캐비티의 체적과 스크루 위치와의 관계가 파악되어 있기 때문에, 스크루를 어디까지 진행시키면 캐비티내로 수지가 어디까지 충전되는가를 알 수가 있으므로 사출조건을 탐색중에 과충전하여 금형을 파손시키는 것과 같은 일도 방지할 수 있다.

본 발명은 금형 캐비티내에 주입되어 유동하는 수지의 선단위치를 모니터하는 방법에 관한 것이다.

제1도는 본 발명의 1실시예의 캐비티내 수지위치 모니터 처리의 흐름도.

제2도는 스크루 위치의 설명도.

제3도는 금형의 캐비티에 있어서의 유동 저항이 상이한 영역에 대한 체적의 설명도.

제4도는 본 발명의 1실시예를 실시하는 사출 성형기의 요부 블록도.

Claims (8)

1. 금형 캐비티를 주입한 수지의 유동 저항이 크게 변화하게 되는 단면 경계로 복수의 구역을 구획하고, 이 구획된 구역의 각각의 체적을 사출 성형기의 제어 장치에 설정하고, 이 제어 장치는 스크루 지름, 설정된 쿠션량 및 상기 각 구역 체적으로부터 캐비티내의 수지선단이 상기 각 단면 경계에 도달할때의 각각의 스크루의 위치, 및 스크루 백 위치를 표시장치에 표시하도록한 금형 캐비티내의 수지위치를 모니터하는 방법.
2. 금형 캐비티를 주입한 수지의 유동 저항이 크게 변화하게 되는 단면 경계로 복수의 구역을 구획하고, 이 구획된 구역의 각각의 체적을 사출 성형기의 제어 장치에 설정하고, 이 제어 장치는 스크루 지름, 설정된 스크루 백 위치 및 상기 각 구역체적으로부터 캐비티내의 수지선단이 상기 각 단면경계에 도달할때의 각각의 스크루의 위치를 표시장치에 표시하도록 한 금형 캐비티내의 수지위치를 모니터하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 사출 성형기는 프로세서를 갖는 제어장치로 제어되는 것으로서, 상기 각 구역의 체적은 CAD 시스템에 의한 금형 설계시에 구하고 상기 제어장치에 설정하도록 한 방법.
4. 제1항에 있어서, 표시화면에 스크루 좌표축과 이 스크루 좌표축에 대응한 실린더의 그림을 표시하고, 상기 스크루 좌표축상에는 스크루 백 위치, 쿠션량에 대응하는 스크루 위치 및 캐비티내의 수지선단이 상기 각 단면경계에 도달할때의 각각의 스크루의 위치를 나타내는 표지를 표시하는 동시에, 이것들의 각 위치에 있는 스크루의 그림을 표시 실린더의 대응위치에 각각 그리도록 한 방법.
5. 제4항에 있어서, 표시화면에 캐비티 단면의 그림 및 각 단면경계를 표시하도록 한 방법.
6. 제2항에 있어서, 상기 사출성형기는 프로세서를 갖는 제어장치로 제어되는 것으로서, 상기 각 구역의 체적은 CAD 시스템에 의한 금형 설계시에 구하고 상기 제어장치에 설정하도록 한 방법.
7. 제2항에 있어서, 표시화면에 스크루 좌표축과 이 스크루 좌표축에 대응한 실린더의 그림을 표시하고, 상기 스크루 좌표축상에는 스크루 백 위치, 쿠션량에 대응하는 스크루 위치 및 캐비티내의 수지선단이 상기 각 단면경계에 도달할때의 각각의 스크루의 위치를 나타내는 표지를 표시하는 동시에, 이것들의 각 위치에 있는 스크루의 그림을 표시 실린더의 대응위치에 각각 그리도록 한 방법.
8. 제7항에 있어서, 표시화면에 캐비티 단면의 그림 및 각 단면경계를 표시하도록 한 방법.