KR970008247B1 - 사출성형기의 위치 및 속도절환 제어장치와 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

없음.

Description

사출성형기의 위치 및 속도절환 제어장치와 그 제어방법

제1도는 본 발명에 따른 사출성형기의 위치 및 속도절환 제어장치의 실시예의 회로도.

제2도는 본 발명에 따른 사출성형기의 위치 및 속도절환 제어방법을 설명하기 위한 플로우챠트.

제3도는 본 발명에서 형판 저속, 고속 전진구간에서 설정위치값을 정하는 구간 도표.

제4도는 본 발명에서 금형 전진 고속후 저속전진을 위해 블래크(Break)신호가 출력되는 시점을 설명하는 도표.

제5도는 본 발명에서 금형 저속 전진구간 도표.

제6도는 본 발명에서 임의의 사출실행에 대한 속도 절환값을 나타낸 도표.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 위치카운터 인터페이스 회로부2 : 카운터 회로부

3 : 비교 회로부4 : 아날로그 출력 설정데이타 회로부

5 : 위치설정 데이타 회로부6 : 칩 선택기

7 : D/A 변환부8 : 엔코더인터페이스 회로부

9 : 정,역 제어부L₁~L₄: 발광소자

본 발명은 사출성형기의 위치 및 속도절환 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 특히 사출성형기의 사출 공정중에서 위치설정에 따른 속도절환시 보다 효율적으로 제어하기 위한 것이다.

종래의 사출성형기의 제어장치를 구성함에 있어서, 위치를 제어하기 위하여 각각의 설정구간에 근접 스위치 또는 엔코더 등의 센서를 통해 위치를 감지하고, 이 감지신호를 프로그래머를 로직 콘트롤러(PLC) 또는 마이크로 프로세서에 의해 제어하게 되는데 만일 이동속도가 빠를 경우에는 처리할 수 있는 스캐닝시간이 문제점을 야기되어 실제의 설정값 보다 초과되어 제어되고 이때 발생되는 에러율이 일정하지 못하여 이를 개선코자 할 경우에 사용자가 설정값을 크게 할 경우에는 사출성형 공정의 사이클 타임이나 정밀사출을 실시하는데 있어 제반 문제점이 야기되었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소코자 하여 이루어진 것으로서, 사출성형기의 제어장치를 구성함에 있어, 위치를 제어하기 위해 위치설정에 따른 속도절환시 보다 효율적인 제어장치와 그 제어방법을 제공코자 함을 그 목적으로 하는 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 따라 상술하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따른 사출성형기의 위치 및 속도절환 제어장치의 실시예의 회로도를 나타낸 것으로써, 위치카운터 출력을 인터페이싱하는 위치카운터 인터페이스 회로부(1)와, 엔코더 인터페이스 회로부(8)의 신호상태에 따라 소정의 카운트값을 출력하는 카운터 회로부(2)와, 아날로그 출력 설정 데이타 회로부(4)와 위치 설정 데이타 회로부(5)의 출력을 비교하는 비료 회로부(3)와, 칩 선택 디코딩 신호를 발생하여 어드레스 라인을 통해 메인 프로세스 유니트(MPU)에 공급하는 칩 선택기(6)와, 아날로그 출력 설정 데이타 회로부(4)의 디지탈 출력을 아날로그 출력으로 변환하는 D/A 변환부(7)와, 엔코더(EN)로부터 출력되는 신호를 인터페이싱하여 카운터 회로부(2)에 공급하는 엔코더 인터페이스 회로부(8)와, 소정 클럭신호(clock 4MHZ)에 따라 사출, 개량위치를 정,역 방향으로 제어하는 정,역 제어부(9)로 구성됨을 특징으로 한다.

제2도는 본 발명에 따른 사출성형기의 위치 및 속도절환 제어방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것으로써, 사출공정 위치 및 속도제어를 위한 데이타 입력상태에서 연속 실행 상태가 아니면 현재 위치데이타 입력 및 디스플레이를 수행하고, 연속실행 상태이면 해당 사출성형기 위치값을 해당 레지스터에 기록한 후 각 레지스터 위치값을 확인하는 제1과정과, 해당 사출성형기 속도값을 해당 레지스터에 기록한 후 각 레지스터 속도값을 확인하여 카운터부(U₂)를 프리세트 상태로 하고 정,역 제어부(9)의 콘트롤신호(CONT1,CONT2)를 지정하여 현재 위치 데이타 입력 및 디스플레이를 수행한 후 사출실행 완료 확인 결과 확인되지 않으면 연속실행 여부를 확인하는 제2과정을 수행함을 특징으로 하는 것이다.

이와같이 이루어진 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 제3도에서 무접촉식 포텐셔 메터(볼륨식 모양의 센서)를 이동형 판측에 고정하고 볼륨식 포텐셔 메터의 축에 원형로울러를 부착하여 LS3과 LS2(고정형판측)의 고정끈에 의해 축이 회전하여 포텐셔 메터의 값이 위치에 따라 변하게 된다.

이에 따라 금형의 전후진을 자동 싸이클로 반복 실시하면서 LS2A 시점에서의 형판 저속전진을 위한 블래크 신호출력 시점을 측정장비로 동기를 맞추어 그때의 포텐셔 메터의 변화값을 읽어서 10회 이상 반복하여 측정 기록한다.

시험측정값을 쉽게 판단하기 위해 LS2점의 포텐셔 메터의 전압값은 0.00V이고, LS2A 지점의 전압은 DC1V가 되게 하며, LS2B 지점의 전압은 4V기 되도록 기준 전압을 조정하여 맞춘다.(분해능 1/1000)

따라서 금형의 전진속도에 상관없이 가장 이상적인 LS2A의 블래크 신호 출력에 대한 포텐셔 메티의 DC 전압 지시값은 LS2A의 위치값이 100.0㎜일때 DC 1.00V가 될 경우이다.

제어장치의 스캐닝시간을 고려했을때 스캐닝시간이 빠른 경우라면 일정한 금형 전진속도에 대하여 LS2A의 블래크신호 신호출력의 위치는 100.0㎜에 근사값을 가지며 100.0㎜ 이하의 실제값을 갖고, 이때 포텐셔 메터의 DC 전압값 역시 비례하여 DC 1V에 가까우면서 실제 나타나는 전압은 DC 1V 이하의 값을 나타낼 것이다.

반복실험을 실시했을때 반복 재현성에 있어서도 기준값에 가까우면서 오차의 범위가 작고 오차값도 일정하게 나타날 것이다.

여기서 일정한 금형 전진속도는 실제 형판고속구간에서 최고의 속도로 설정하고 실험을 했을 경우이다.

만약 스캐닝시간이 빠르지 못한 경우라 하면 기준값에서 오차율이 커지고 반복 재현상에 있어서도 일정한 오차범위에서도 랜던(RANDOM)하게 나타날 것이다.

다음에 제4도에서와 같이 2번 구간의 스캐닝시간이 빠르지 못한 경우에 스캐닝시간이 빠른 경우에 오차값을 갖는 1번 구간의 값을 갖을 수 있는 경우에는 프로그램 실시에서 프로그램 실행이 금형 전진위치값을 읽을 시점이 기준값에 거의 도달해서 읽어들여져 바로 블래크 출력신호를 출력하는 프로그램 시점과 일치하였을 경우이다.

즉 스캐닝시간이 빠르지 못한 경우의 사출제어 장치의 경우는 이동속도가 빠를수록 오차의 범위가 크고 여러번 반복작용시 나타나는 값이 일정하지 않아 실제 사용시에는 사용자가 여유율을 고려하여 충분히 LS2A 위치와 LS2 위치의 차를 크게 하여야 하는 것이다.

다음은 실제값을 갖는 제어장치에 나타나는 현상에 대한 분석이다. 지금 금형전진 고속구간인 LS2B에서 LS2A까지의 이동속도가 6KHZ인데 사용 센서는 1000P/R인 인크리즈 멘탈 로타리 엔코더를 사용했고 엔코더의 1펄스의 값은 거리로 환산하여 0.1㎜라고 하면 6m/sec의 속도가 된다.

만일 사출성형 공정 프로그램의 전체 스캐닝시간이 8m/sec이면 전진 이동중에 허용 오차값은 다음과 같다.

즉 LS2A가 100.0㎜-4.8㎜=95.2㎜인 지점에서 LS2A에 도달되었음을 감지하고, 블래크 아웃 출력이 나올때까지는 다시 8m/sec 스캐닝시간이 필요하게 되어 실제 오차거리는 4.8×2=9.6㎜가 된다.

앞의 예에서와 같이 1000P/R을 갖는 인크리즈멘탈 로타리 엔코더를 사용하여 분해능을 0.1㎜로 했을 경우 최고속도가 6KHZ이라면 사출성형 공정 프로그램의 스캐닝시간은

이하로 하여 제어하는 것이 가장 이상적이다.

실제 사출 프로그램 공정에서 0.16m/sec의 스캐닝시간을 갖게 하기 위한 방법에는 마이크로 프로세서의 처리속도가 상대적으로 빠를수록 좋으나 현실적으로 정확하고 효율성 있게 하기 위한 속도제어 방법은 하드웨어의 구성으로 현재위치값과 설정값을 비교하여 제어하는 방법을 생각할 수가 있다.

즉, 사출성형 고정 프로그램에 의한 1속, 2속, 3속 등의 다단위치 설정값을 하드웨어에 프로그램 설정하고 위치값의 비교는 하드웨어의 비교기 회로로 구성한 시퀀스로 제어한 것이다.

이때 마이크로 프로세서 비교기의 출력값 여부와 현재 위치값을 CRT 화면상에 디스플레이하기 위한 기능만 수행하기 때문에 위치에 관현한 프로그램을 배제시킴으로써 빠른 속도로 처리가 가능한 하드웨어를 이용하는 것이 바람직하다.

사출공정으로 정밀사출에 관계되는 것은 사출공정의 사출 또는 계량기능을 실행할때 크게 영향을 미칠 수 있기 때문에 이와 관련한 이론적인 설명이 중요하고 빠른 속도를 요구하는 사출공정이나 계량의 양을 일정히 해야 하는 공정에는 하드웨어 회로구성이 효과가 크다 할 수 있다.

사출성형 제어장치에 효율적인 위치 제어방법은 전자회로에서 나타낸 바와같이 MPU(Main Processing Unit)부와 설정위치에서 아날로그 출력값이 절환되는 부분을 하드웨어로 구성해서 상호조합하여 제어하는 방법이 이상적이다.

즉, 전체적으로 제어는 MPU의 프로그램 제어실시에 따라 각 CONT1~CONT3의 제어출력이나 CS1A~CS7A(칩선택부) 제어출력을 제어하고 위치가 절환되는 점에서는 전자회로의 고속동작을 사용하여 응답성을 높이는 것이다.

다음은, 임의의 각 설정값에 대한 아날로그 출력값이 나타나게 되는 부분에 대하여 설명한 것이다.

제6도에서 나타낸 바와같이 LS4A에서부터 LS4는 사출실행시 속도값이 절환되는 위치를 나타낸 것인데 현재 4속 절환에 대한 아날로그 출력의 변화값이 V₁에서부터 V₄까지 4개의 연속값을 갖게 나타낸 것이다.

따라서 속도절환 위치에 각가의 값은 제1도에서 위치 설정 데이타 회로부(5)내의 POST MSB₁에서부터 POST LSB₄까지 위치값이 레지스터에 메인 프로세서 유니트(MPU)의 프로그램으로 기록되어 기억되고, 이에 대응되는 속도값은 아날로그 출력 설정 데이타 회로부(4)내의 VAL MSB₁에서부터 VAL LSB₄까지 순차적으로 각 레지스터에 메인 프로세스 유니트(MPU)에 프로그램 수행에 의해 기록되어진다.

이 경우 위치설정을 위치 제어단자(csl_A~cs7_A)신호들은 MPU로부터 디코더 회로부를 통해 칩 선택기(6)의 단자들을 제어하여 실행하게 된다.

여기서 위치나 속도를 기억하는 레지스터는 4비트를 갖는 레지스터로써 8비트 데이타를 제어하기 위하여 각 MSB와 LSB를 갖는 레지스터로서 구별된다.

처음 사출공정을 실행하기 위한 위치나 아날로그값을 프로그램을 통해 설정되고 T(시간)가 O부터 LS4 위치까지 도달되는 시간까지는 하드웨어의 시퀀스에 의해 자동제어되게 함으로써 MPU가 처리되는 스케닝시간 지연을 억제시켜 정밀 사출성형을 구현할 수 있도록 하는 방법이다.

이러한 제어는 사출성형을 반복 실시할 때마다 반복하여 프로그램 처리되는데 각 위치와 속도값을 설정할때 확인하기 위해 위치는 POST MSBO와 POST LSBO(CS는 CSIC와 CSID)를 입력하여 정확한 설정값이 설정되었는가 확인을 하며 속도는 VAL MSBO와 VAL LSBO(CS 단자는 CSIA와 CSIB)를 통하여 각 해당값을 설정하며 입력하여 확인한다.

이때 설정값을 설정하고 정확하게 설정되었는가 여부를 확인하는데 필요한 회로부가 신호출력부(U₁) 및 멀티플렉서(U₃)인 데이타 선택부와 데코더 출력부(U₄)가 동작이 되어 각 값들을 확인하게 된다.

즉 신호출력(U₁)은 출력Q₀~Q₃)을 멀티플렉서(U₃)의 데이타 선택부의 1개 값을 스위칭하고 U₃의 1Y와 2Y,3Y의 값이 U₄의 데코더부의 신호 입력값이 되어 데코딩된 출력 1개의 신호가 (Q₁~Q₄까지의 신호중)로우로 액티브되어 레지스터의 단자 OE(OUT ENABLE)를 로우로 하게 하여 레지스터의 출력이 나타나며 나머지 다른 레지스터는 OE 단자가 하이로 되어 하이 임피던스를 갖게 하는 것이다.

이러한 동작을 모니터하는 기능으로는 L₁~L₄까지 준비되어 있어 동작상태를 디스플레이가 가능하게 한다.

위치와 속도값을 설정 및 확인의 프로그램 과정이 끝나고 사출공정을 실시하는 경우는 신호출력부(U₁)의 Q₄부터 Q₇의 출력값과 Q₀의 신호값(데이타 선택 라인)이 사용되는데 Q₀의 값으로 멀티플렉서(U₃)의 데이타 스위칭을 U₂의 출력값이 유효하게 출력하고 신호출력부(U₁)의 Q₄~Q₆의 출력값이 10진 카운터부(U₂)의 P₁~P₃의 입력에 가해지고(데이타 프리셋단자), 10진 카운터부(U₂)의 PL(프리셋 로딩 단자)를 액티브 로우가 되게 신호출력부(U₂)의 Q₇을 출력 최초 처음 시작하는 사출공정의 순서를 지정하고 U₂(카운터회로부)의 CLK 단자(클록입력)의 하이-로우값에 따라 순차적으로 레지스터에 이미 기억된 값들을 차례로 출력되도록 하는 것이다.

위치를 나타내게 하기 위하여 사용된 엔코더출력에 엔코더 인터페이스 회로부(8)를 거쳐 카운터 회로부(2)(CONT1~CONT4)까지 위치가 카운트된 값은 위치설정 레지스터값과 크기 비교를 위한 비교 회로부(4) CP1(LSB)~CP4(MSB)에 가해져 비교가 되어 데이타 플립플롭(U₅와 U₆)의 신호가 출력되게 하는데 사용되기로 하고, 또한 POST I/F 회로부(U₇,U₈)를 두어 MPU가 프로그램을 통해 데이타를 읽어들이고 현재 위치값을 나타내도록 함으로써 하드웨어적인 위치비교회로와 함께 소프트웨어적으로 구성하여 제어되도록 하는데 이는 정상적인 사출공정을 실행하는 것 이외에 모든 제어동작을 MPU가 할 수 있도록 하는 것이다.

즉, 정지상태 또는 수동조작중에서 다음 실행으로 실시할 경우 그 시점에서의 각 레지스터에 기억을 시키거나 동작순서를 결정하는 동 일련의 시퀀스 프로그램을 MPU가 하게 하기 위한 것이다.

다음은 MPU가 위치에 따른 출력값을 절환시키기 위한 프로그램 수행에 관한 플로우챠트를 제2도에 나타내었다.

제2도에서 S₁은 사출공정 실행 프로그램에 있어서 형판의 금형이 전진 완료되고 사출작업을 실시하기 위한 기본 입력신호가 완료되면 S₂의 연속 실행 여부를 확인하는데 S₂의 실행단계에서는 사출공정 실행프로그램이 자동이나 반자동으로 작동하고 있을 경우가 대부분이며 기본 안전조건과 사출실시를 위한 Inter Lock 장치 유무를 확인하고 이상이 없으면 S₄단계롸 전환되고 이상이 발견되면 S₃단계인 현재위치를 디스플레이하기 위한 실행하면 하면서 계속 연속 실행 여부 확인을 실시하게 된다.

사출작업을 실행하기 위한 S₄관계로 넘어가면 S₉단계에 이르기까지 단계적으로 실기하게 되는데 현재 사출측 위치에서 사출 실행하게 되는 조건값을 레지스터에 기록하여 기억을 시키고 각 위치값의 내용이 맞는지 여부에 대한 확인 및 값이 같이 않을 경우 다시 앞의 프로그램과정을 반복 실시하도록 프로그램을 수행한다.

각 레지스터의 값이 정상적으로 기록되면 S₈단계인 현재위치에서 해당되는 사출실행 단계를 U₂에 프리세트하고 역시 MPU로부터 CONT1이나 CONT2 단자를 선택하는데 이는 사출공정 또는 후퇴공정인 계량이나 셕 백(SUCK BACK)기능을 실행할 경우 각각 CONT1 또는 CONT2가 선택이 된다.

이로써 S₉단계까지 실행이 완료되면 MPU는 계속현재 위치데이타를 입력하여 사출공정 진행상태를 감지하고 위치값을 디스플레이시키면서 사출실행 완료시까지 모니터 역할만 실행하고 실제 속도값은 전자회로 구성에 의한 시퀀스회로에 따라 동작하게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 사출성형기에 있어, 사출공정중 위치 설정에 따른 속도절환시 보다 효율적인 제어를 할 수가 있어 제품의 신뢰도를 향상시킴은 물론 사용상의 편리성을 도모할 수가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 위치카운터 인터페이스 회로부(1)와, 엔코더 인터페이스 회로부(8)의 신호상태에 따라 소정의 카운트값을 출력하는 카운터 회로부(2)와, 아날로그 출력 설정 데이타 회로부(4)와 위치 설정 데이타 회로부(5)의 출력을 비교하는 비교 회로부(3)와, 칩 선택 디코딩 신호를 발생하여 어드레스 라인을 통해 메인 프로세스 유니트(MPU)에 공급하는 칩 선택기(6)와, 아날로그 출력 설정 데이타 회로부(4)의 디지탈 출력을 아날로그 출력으로 변환하는 D/A 변환부(7)와, 엔코더(EM)로부터 출력되는 신호를 인터페이싱하여 카운터 회로부(2)에 공급하는 엔코더 인터페이스 회로부(8)와, 소정 클럭신호(clock 4MHZ)에 따라 사출, 개량위치를 정,역 방향으로 제어하는 정,역 제어부(9)로 구성됨을 특징으로 하는 사출성형기의 위치 및 속도절환 제어장치.
2. 사출공정 위치 및 속도제어를 위한 데이타 입력상태에서 연속 실행 데이타가 아니면 현재 위치데이타 입력 및 디스플레이를 수행하고, 연속실행 상태이면 해당 사출성형기 위치값을 해당 레지스터에 기록한 후 각 레지스터 위치값을 확인하는 제1과정과, 해당 사출성형기 속도값을 해당 레지스터에 기록한 후 각 레지스터 속도값을 확인하여 카운터부(U₂)를 프리세트 상태로 하고 정,역 제어부(9)의 콘트로신호(CONT₁,CONT₂)를 지정하여 현재 위치 데이타 입력 및 디스플레이를 수행한 후 사출실행 완료 확인 결과 확인되지 않으면 연속실행 여부를 확인하는 제2과정을 수행함을 특징으로 하는 사출성형기의 위치 및 속도절환 제어방법.