KR970009928B1 - 사출성형기의 제어장치 및 이의 사출성형 제어 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

사출성형기 제어장치 및 이의 사출성형 제어 방법

제1도는 본 발명에 의한 사출성형 제어장치의 블록 구성도.

제2도는 본 발명 방법에서 사출공정의 초기화에 대한 플로우 챠트.

제3도는 본 발명 방법에 의한 동작 제어모드 선택에 따른 프로그램진행 플로우 챠트.

제4도는 제 3 도에서 금형전진 실행 루틴의 플로우 챠트.

제5도는 제 3 도에서 사출실행 루틴의 플로우 챠트.

제6도는 제 3 도에서 금형후퇴 실행 루틴의 플로우 챠트.

제7도는 제 2 도에서 압출 실행 루틴의 플로우 챠트.

제8도는 본 발명 방법의 각 공정 진행별 모니터링 플로우 챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 마이크로 프로세서 11 : 프로그램 저장 룸

12 : 데이타 저장 램 13 : 어드레스 디코더

14 : 칩 선택부 15 : 온도 센싱부

16 : 위치 센싱부 17 : 입력 인터페이스

18 : 출력 인터페이스 19 : D/A 변환부

20 : 유압제어부 21 : 히터 구동부

22 : 프린터 접속부 23 : 모니터 제어부

본 발명은 사출성형기의 각 기능별 동작을 분할루틴화하여 동작 제어모드 선택에 따라 체계적으로 사출성형하도록 하므로서 효율적인 고속제어와 동작에 대한 상태의 모니터링이 가능한 사출성형기의 제어장치 및 이의 사출성형 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형기를 제어하기 위한 종래 기술은 사출성형기가 동작하는 제반적인 시퀸스 프로그램을 래더(LADDER)방식인 로직으로 구성된 프로그램 로직 콘트롤러를 사용하고, 사출성형기의 속도나 압력, 위치등을 제어하기 위한 별도의 마이크로 프로세서를 두되, 이와 상기 프로그램 로직 콘트룰러간에 상호 데이타를 교환하기 위한 입출력 카드를 두어 통신하도록 구성하고, 이들 상호간에 실행되는 프로그램이 서로 다른 언어에 의해 제어하는 방식으로 하였다.

그러나 이와같은 종래기술에서는 사출성형의 정밀제어를 위한 스캐닝 타임의 처리속도가 늦기 때문에 고속처리용 프로그램 로직 콘트롤러를 사용하고, 또한 마이크로 프로세서에 있어서도 기능별로 여러개를 사용하기 때문에 가격의 상승과 함께 제어장치의 회로가 복잡하게 구성되는 단점이 있다. 또한 이 방법은 프로그램 로직 콘트롤러에 의한 시퀸스 프로그램의 크기에 따라 스캐닝 타임이 정해지기 때문에 각 구성요소에 대한 고속의 속도를 제어하기가 어려운 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하고자 안출된 것으로, 그 목적은 사출성형기의 각 기능별 동작을 분할루틴화하여 동작 제어모드 선택에 따라 체계적으로 사출성형하도록 한 새로운 형태의 사출성형기의 제어장치 및 이의 사출성형 제어 방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명에 더한 다른 목적은 고속제어가 가능하고, 각 기능별 동작에 대한 모니터링을 시각적으로 나타내도록 하므로서 작업관리를 효율적으로 행할수 있도록 한 사출성형기의 제어장치 및 이의 사출성형 제어 방법을 제공함에도 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단을 이하에서 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 제 1 도는 본 발명에 의한 사출성형 제어장치의 블록 구성도를 나타낸 것이다.

즉 제 1 도에서와 같이 본 발명장치는 입,출력 처리와 각 기능의 제어모드별 선택에 따라 프로그램 메모리(11)의 내용을 체계적으로 실행하여 사출성형을 총괄제어하는 마이크로 프로세서(10)와, 각 기능의 제어모드별 실행 프로그램이 저장된 프로그램 저장 룸(11)과, 입,출력데이타 및 프로그램 처리된 가변데이타를 저장하는 제 1 데이타저장 램(12)과, 성형조건값 설정 및 각종 프로그램 처리에 필요한 초기화 설정데이타를 저장하는 제 2 데이타 저장 램(12a)과, 상기 마이크로 프로세서(10)에 의해 특정 주소로 지정된 출력선에만 어드레스를 내는 어드레스 디코더(13)와, 상기 마이크로 프로세서(10)에서의 제어모드선택에 따라 어드레스 지정에 의한 사출성형 각기능의 제어를 선택하는 칩 선택부(14)와, 수지용융부근의 온도값을 검출하는 온도센싱부(15)와, 형체 및 사출측에 설치된 위치센서(S₁,S₂)로 부터 형체 및 사출위치의 검출신호를 전송하는 위치 센싱부(16)와, 사출성형 각 공정에 관한 임의 데이타 설정의 키 스위치부를 연결하고 이 키 스위치부로 부터 설정되는 데이타를 입력전송하기 위한 입력 인터페이스(17)와, 마이크로 프로세서(10)의 처리 결과에 대한 사출성형의 금형전, 후퇴, 사출, 계량 및 압출동작 모드별 동력체 구동신호를 사출 성형공정 각 기능에 출력하기 위한 출력 인터페이스(18)와, 상기 마이크로 프로세서(10)의 제어로 금형전진에서 압출에 이르기 까지 반복적인 행정주기의 이동부재 동력의 유압 제어신호를 아날로그 값으로 변환하고 변환된 아날로그 값으로 각 기능 유압을 제어하는 D/A 변환기(19) 및 유압 제어부(20)와, 사출 수지 용융부근에 설치된 다수의 히터를 구동제어하기 위한 히터 구동부(21)와, 상기 마이크로 프로세서(10)에서 처리된 결과를 서면작성하도록 프린터와 연결하기 위한 프린터 접속부(22)와, 상기 마이크로 프로세서(10)에서 처리되어 각 공정의 진행 상태를 표시하는 모니터 제어부(23)를 구비하여서 달성된다.

또한 상기에서 온도 센싱부(15)는 검출온도값을 마이크로 프로세서(10)가 처리함에 필요한 디지탈데이타로 변환하는 A/D변환수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한 상기한 장치에 의한 본 발명 방법은 사출성형 공정제어를 위한 초기화 설정 및 설정된 초기화를 실행하는 제 1 과정과, 상기 제 1 과정 이후 선택된 제어모드의 입력모드를 판별하여 입력모드에 해당하는 공정부터 금형전진, 사출, 계량, 금형후퇴, 압출 및 생산량 관리 루틴을 반복 실행하는 제 2 과정과, 상기 제 2 과정에서 실행되는 각 공정의 루틴별 진행의 내용을 모니터링 표시함과 동시 사출공정 주프로그램으로 복귀하도록 하는 제 3 과정으로 이루어 짐을 특징으로 한다.

또한 상기의 제 1 과정에서 초기화 내용은 구동부 출력, 모니터 프로그램의 데이타 설정, 금형위치와 스크류 위치 및 현재 온도값 표시, 안전에 관한 설정데이타와 사출시간 제어 데이타를 리세트 및 사출공정 실행을 위한 주프로그램으로 복귀하도록 설정함을 특징으로 한다(제 2 도 참조).

또한 상기 제 2 과정에서의 금형전진은 안전문 개폐상태와 압출핀 위치 및 사출품 취출기능을 하는 로보트의 인에이블신호 유무를 확인하여 모두 만족하지 못하면 금형전진을 정지한후 제 3 과정의 사출공정실행을 위한 주프로그램으로 복귀하고, 상기의 조건이 모두 만족하면 현재의 금형위치 판독과 동시 해당위치의 속도에 대한 압력신호를 출력한후 금형전진완료 여부에 따라 금형압력을 상승시키거나 또는 저속저압상태를 확인하여 금형후퇴상태로 대기하도록 이루어 짐을 특징으로 한다(제 4 도 참조).

또한 상기 제 2 과정에서의 사출은 압력상승신호 유무와 안전문 개폐여부를 확인하여 모두 만족한 상태에서 노즐전진의 신호를 출력한다음 노즐전진에 따른 사출의 해당 밸브 출력 및 속도압력제어와, 사출시간업에 따른 냉각시간제어와 계량을 실행하고, 냉각시간이 업된 상태에서 금형후퇴 실행데이타를 라이트한후 제 3 과정의 사출공정 실행을 위한 주프로그램으로 복귀하도록 이루어짐을 특징으로 한다(제 5 도 참조).

또한 상기 제 2 과정에서의 금형후퇴는 상기 냉각시간 업상태와 계량완료한 상태에서 금형후퇴용 밸브를 제어하기 위한 신호 출력과 동시 금형후퇴한 위치에 있을 경우에 한해서만 압출실행을 위한 데이타를 인에이블시킨후 제 3 과정의 사출공정 실행을 위한 주프로그램으로 복귀하도록 이루어 짐을 특징으로 한다(제 6 도 참조).

또한 상기 제 2 과정에서의 압출은 금형후퇴한 위치에 있을 경우에 한해서만 압출전진을 위한 밸브구동신호를 출력하여 금형투회와 동시 압출전진 및 후퇴한 상태를 확인하여 각각 압출전진 유지 타이머 작동의 시간업과 압출후퇴를 위한 밸브구동 신호 출력 및 압출횟수 설정값과 비교하여 같을 경우에만 제 3 과정의 사출공정 실행을 위한 주 프로그램으로 복귀하도록 이루어 짐을 특징으로 한다(제 7 도 참조).

또한 상기 제 3 과정의 모니터링은 현재의 사출공정 실행내용에 따라 금형부와 사출계량 및 압출부로 분리하여 순서적으로 표시되도록 함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상술하면 다음과 같다.

즉 제 1 도에서와 같은 장치구성을 효율적으로 제어하기 위한 방법으로 한개의 마이크로 프로세서(10)를 사용한 메모리(11~12a)와어드레스 디코더(13)를 두고, 상기 마이크로 프로세서(10) 및 어드레스 디코더(13)는 어드레스(A₀~A₅)을 통해 칩선택부(14)와 연결되고, 이 칩선택부(14)는 온도 센싱부(15), 위치 센싱부(16), 입력 인터페이스(17), 출력 인터페이스(18), D/A 변환부(19), 유압제어부(20), 히터 구동부(21), 프린터 접속부(22), 모니터 제어부(23)와 연결 구성된다.

이때 이용되는 입출력 포트의 수는 사출성형기의 기계적인 제어를 위해 필요한 만큼 확보한다.

그리고 사출공정에 관한 프로그램의 양을 최대로 하기 위해 프로그램 롬(11)은 16비트 어드레스와, 8비트 데이타를 갖는 마이크로 프로세서(10)를 선택할 경우 최대 64키로 바이트의 프로그램 저장이 가능한 롬을 사용하고, 어드레스 디코더(13) 또한 데이타 저장 램(12)의 용량에 알맞는 어드레스 디코딩 논리회로를 구성하는 것이 바람직하다.

사출성형 제어장치의 가장 중요한 핵심은 입력신호에 대하여 출력신호를 얼마나 빠른 속도로 처리하여 정확하게 해당 포트를 통해 출력하는가가 과제이므로 이에는 마이크로 프로세서(10)의 언어로 이용되는 어셈블리가 가장 효율적으로 사용할 수 있다.

그러나 효율이 양호한 반면에 프로그램의 구성이 쉽지 않으므로 저급언어로서 많은 데이타를 제어할 경우 복잡성을 감안한 프로그램 작성의 구성방법이 가장 중요한 요소이므로서, 각 기능별로 서브 루틴화하여 이를 체계적으로 구분 사용이 편리하도록 작성하여야 한다.

이에 관한 먼저, 제 1 도에서와 같이 입출력신호를 제어하기 위한 입,출력 인터페이스(17)(18)가 설치되어 처음 전원이 투입되면 마이크로 프로세서(10)는 사출성형기를 제어하기 위한 초기화를 실행하게 되는데, 이때 제 1 도의 장치의 리세트와 함께 모든 입,출력은 데이타의 리세트를 실시하여 기계가 정지한 상태에서도 안정상태를 유지하기 위한 입,출력신호의 값을 갖도록 구성한다.

그리고 이때의 상태를 사용자가 모니터링이 가능하도록 모니터 제어부(23)를 통해 현재의 입력신호와 출력신호를 주고, 모니터링 프로그램에는 사출성형기의 금형위치와 사출측 위치센서(S₁, S₂)와 연결된 위치 센서부(16)의 데이타를 판독하여 나타내도록 한다.

또한 온도 센싱부(15)에서 증폭된 온도신호를 받아들여 현재의 온도값을 표시하게 되는데, 여기서 나타내는 사출성형 제어장치의 입력인터페이스(17)에는 사출성형 공정에 관한 데이타를 설정할 수 있는 키스위치부를 포함하는 것으로 하여 설명한다.

전술한 바와같이 마이크로 프로세서(10)에 처음 전원이 투입되었을때 사출성형 공정을 위한 프로그램 첫단계로서 제 2 도에 나타낸 초기화 과정을 실행하게 되는데, 이때 사출성형 공정 프로그램에는 단계별로 실행하여야 할 사항과 기능이 정해져 있고, 각 사출성형 공정을 위한 기능 상호간에는 인터록에 관한 사항을 두어 에러의 발생이나 안전 위험요소를 배제하기 위한 기능이 포함되어 있다.

따라서 프로그램의 구성을 각 기능별로 블록화하고, 각 기능별 블록화되어 있는 기능실시에는 순위를 정하여 각 기능별로 프로그램을 액세스하는 시간이 조정가능하며, 각 블록화된 프로그램 내용은 등급(GRADE)을 두어 어셈블리화한다.

이에 관한 본 발명방법의 제 1 과정으로 처음 전원이 투입되면서 프로그램이 초기화되는 내용과 그 프로그램 구성에 대한 프로그램은 제 2 도에 나타낸 바와같다.

즉 사출성형제어를 위한 초기화설정은 처음 1회에 한하여 실행되는 내용으로서 이에는 사출성형기의 기계적인 동력을 전달하는 모터의 온/오프 제어신호가 한 포트로서 할당되어 이 출력신호가 출력되어야 모터의 기동을 온시킬수가 있는데, 이에 대한 마이크로 프로세서(10)는 처음 초기화 실행단계에서 제일 먼저 구동출력부의 신호를 '0'로 출력하여 사출공정을 정지하고 안정상태로 대기시킨다.

이때 구동출력부에는 출력값을 아날로그적으로 제어하여 설정값에 대응하는 비례출력을 제어하기 위한 D/A변환부(19)가 마련되어 있는데, 역시 상기와 마찬가지로 데이타를 '0'로 출력하여 아날로그값을 최하의 값이 되도록 하여야 한다.

그리고 일단 모든 동작을 정지상태로 하기 위한 출력을 내보내고 나면 그 다음은 사출성형기의 동작상태를 사용자가 모니터링 할 수 있는 기능을 가진 모니터 제어부(23)의 내용을 데이타 설정하여 모니터프로그램에 의한 순서를 정하도록 한후, 그 프로그램 내용대로 동작되도록 한다.

이에 대한 프로그램 내용은 사출공정중에서 금형의 전진과 후퇴되는 상태를 보여주기 위한 것과, 사출과 계량의 기능에서 스크류의 위치를 동작중에서 각각 시각적으로 나타내 주는 기능이 있다.

여기서 시간에 의해 사출공정기능이 실행될 경우에는 시간이 업/다운되도록 하되, 시간이 업되어 있는 상태가 모니터링되도록 구성한 것이다.

이때 모니터 프로그램 순서지정의 중요한 사항으로는 모니터링 하기 위한 프로그램이 실행되는 주기를 정하게 되고, 이 모니터 프로그램의 내용에 따라 0.1sec~ 0.5sec 정도의 속도로 모니터링 되어야 할 내용이 있고, 위치의 변화와 같은 속도에 따라 값이 달라지는 경우에는 1msec 이하로 프로그램 모니터실행을 실시하여야 하기 때문에 각 기능별 모니터 프로그램의 순서위치를 어느곳에 할당하느냐에 따라 달라질 수가 있다.

그리고 모니터 프로그램의 순서지정이 끝나면 현재 위치하고 있는 금형의 위치와 사출, 계량에서의 스크류의 위치를 디스플레이하게 되는데, 위치 디스플레이는 사출성형기의 각 위치센서(S₁)(S₂)로 부터 신호를 입력받아 A/D변환하고, 변환된 데이타는 데이타 저장 램(12)에 기록함과 동시에 그 값을 디스플레이 하게 된다.

다음은 사출성형에서 수지를 용융하기 위한 히터들로 부터 온도 센싱부(15)를 통해 현재 온도를 검출하여 모니터 제어부(23)를 통해 디스플레이 하여야 하는데, 이때 온도 센싱부(15)는 각 사출 실린더에 다수의 온도센서(T₁~T_N)가 설치되어 있는 관계로 이를 시간차를 두어 선택적으로 스위칭하면서 해당 실린더의 온도 존(Zone)의 현재온도값을 검출하여 증폭하고, 증폭된 현재 온도신호를 다시 디지탈데이타로 변환하여 그 값을 데이타 저장 램(12)에 기록함과 동시에 모니터를 통해 디스플레이 하게 된다.

다음은 사출성형기가 동작하는데 있어서 사고 방지 위험을 위한 안전에 관한 설정데이타를 리세트하는 경우를 프로그램으로 부터 액세스하여 그 상태를 데이타 저장 램(12)에 기록함과 동시에 사출기의 정상동작에 대한 프로그램의 계속 실행여부를 판단하게 된다.

이때 정상 동작중에 전원이 차단되어 사출성형기가 정지상태에 있을 경우에도 데이타가 보관되어 있는 데이타 저장 램(12)은 밧데리 백업기능에 의해 성형공정의 설정값들이 보존되고, 프로그램 실행중에 나타난 데이타값들이 그대로 보존되어 있기 때문에 전원을 온하는 순간에 전원이 오프되기전의 사출안전에 관한 안전상태의 데이타값을 가질수가 있으므로, 만약 실제 사출기가 안전에 위배되어 작동을 금지시켜야 함에도 불구하고 작동하는 경우를 막기 위해 안전에 관한 설정데이타를 리세트하고 주 공정 프로그램에서 다시 세팅을 하도록 한다.

또한 사출공정에는 시간에 의하여 공정을 실시하는 경우가 많기 때문에 그 데이타값을 '0'로 리세트하여 데이타 저장 램(12)에는 타임적산 카운터를 준비하여야 한다.

이에 대한 먼저 시간데이타값을 '0'로 리세트하는 기능으로서 총사출시간을 제어하는 시간과, 사출을 실시하는 기능에서 보압절환을 타이머로 실행시키기 때문에 사출보압절환을 위한 타이머의 값을 '0'로 리세트시키며, 금형제어부에서는 금형 전진시 고속에서 저속으로 전진할때 금형내의 이상물질 유무를 판별하기 위해 이를 타이머로 시간을 설정하여 그 시간이 경과되면 금형전진 정지와 동시 다시 형판이 후퇴하는 시간을 제어하는 저속저압 금형전진의 이상감지 타이머를 리세트시킨다.

또한 금형내 제품을 취출시키기 위해 압출전진을 시행할 경우 압출핀을 전진하여 금형내 제품을 내보내고 외부에서 로보트를 이용하여 제품을 이송하기 위해 외부의 로보트가 작동하여 제품을 꺼내는 동안에 압출전진을 유지시키는 시간기능을 리세트한다.

또한 제품취출을 압출에 의하지 않고 공기를 분사시켜서 금형내 제품을 이탈시키는 방법으로 타이머를 사용하는데, 이때는 이동측 금형을 공기분사시키는 기능과 고정측의 금형을 공기분사시키는 기능을 갖는 복수개 타이머의 데이타도 리세트시킨다.

상기와 같이 각종 사출성형 공정에 사용되는 타이머의 값을 기억시키는 데이타 저장 램(12)의 해당 어드레스가 모두 리세트 완료되면 사출공정실행을 위한 주 프로그램으로 복귀하여 제 2 과정을 수행하게 된다.

실제 사출성형공정에 대한 프로그램은 제 2 과정에서 부터 구성되고 사출성형기의 동작모드는 크게 4가지로 구분된다.

그중 하나로 금형이 전진해서 사출몰이 형성되어 취출되는 과정을 연속적으로 실행하는 자동모드와, 둘째로 1사이클만 실행하고 정지하는 반자동모드와, 셋째로 사출성형기의 각기능을 수동으로 선택하여 기능별 동작을 해당 스위치의 조작중에만 실행시키는 수동모드와, 넷째로 사출성형기에 금형을 설치시 안전하게 금형을 형판부에 장착하기 위하여 동작시키는 금형 취부모드가 있다.

이에 대한 제 2 과정의 프로그램 구성에는 제 3 도에 나타낸 바와같이 처음에 사출성형기가 어떤 모드에서 제어를 실시하기 위한 모드스위치 선택에 있는가를 확인하는 것으로 부터 시작이 되는데, 그 이유는 모드선택에 따라 주 프로그램이 실행되는 루트가 달라지기 때문이다.

이를 제 3 도를 참조하여 설명하면, 먼저 마이크로 프로세서(10)는 입력포트로 부터 읽어들인 선택된 사출성형기의 동작모드가 자동 또는 반자동이면 성형을 실시하는 순서에 의하여 현재 실행하여야 할 공정을 파악하여 그 실행 서브루틴으로 점프하며, 세부적인 실행 절차를 제어하게 된다.

여기서 자동과 수동모드를 선택할 경우 다른점은 자동모드에서는 1사이클에 해당하는 전공정을 거치면서 단계적으로 실행하고 한단계의 공정이 끝나면 다음 공정절차를 외부의 센서신호에 또는 내부 프로그램에 의한 시간제어의 카운트 업 여부에 따라 진행절차를 실행하지만, 수동모드에서는 사출공정 각각마다 조작스위치가 있어서 사용자가 해당 공정 스위치를 온하였을 경우 그 공정기능을 실행한다.

따라서 수동실행시 조작스위치가 2개 또는 그 이상의 스위치를 온할 경우가 있는데, 프로그램에는 이 관계의 상호 인터록 작용을 주어 실행을 정지시켜야할 내용과 이를 허락하는 경우가 있다.

이때 프로그램실행을 정지시키는 경우는 수동조작 스위치를 통해 금형전진하고, 압출기능을 선택하는 스위치가 동시에 온할 경우 사출공정에는 절대적으로 금형이 전진중이거나, 전진 완료한 상태에서는 압출기능관련의 실행을 하지 못하도록 되어 있으므로 수동조작 스위치가 비록 선택이 되어 있어도 실행 프로그램에는 이를 감지하여 두개의 동작을 실행하는 것을 막도록 한다.

상기에서 설명한 바와같이 사출공정 실행에서 있을수 없는 경우에 스위치선택을 해도 그 기능실행이 안되는 경우와 안전에 관련된 사항으로 실행에 관한 기능을 하고 있어도 안전에 위배된 센서신호의 데이타가 확인되면 중도에 그 기능을 정지시키는 경우가 있는데, 예를들면 사출이나 계량을 선택하여 작동을 하고 있을 경우 형제측의 안전문을 열면 즉시 안전문의 리미트 스위치 센서신호에 감지되어 사출 또는 계량실행을 정지시키는 프로그램이다.

수동조작 스위치를 다수 선택해도 그 기능을 순차적으로 실시하는 경우는 사출성형 제품을 수동으로 생산하기 위해서 각각의 기능을 수동조작 스위치로 조정할 경우인데, 먼저 금형전진 스위치를 온하면 금형이 전진되어 이동측과 고정측의 금형에 압력이 가해지면 그 다음 공정으로 사출실행 조작스위치를 계속해서 온되어 있어야 하고, 사출실행 완료가 사출시간 타이머의 설정시간만큼 실시되면 금형후퇴 선택 스위치를 온하여 금형을 후퇴시킨후 금형내 위치한 사출픔을 취출한다.

수동을 제어하기 위한 프로그램에는 수동실행 순서를 정하는 프로그램이 있는데, 즉 조작 선택스위치가 어떤 기능을 실시하기 위하여 온되어 있는 경우도 있지만 사출성형기 동작모드를 수동에 위치한 상태에서 수동기능을 실시하는 조작스위치가 전부 오프상태에 있는 경우도 있다.

따라서 수동실행 순서를 정하는 프로그램 서브루틴에는 현재의 금형과 사출 또는 계량실행을 위한 스크류의 위치를 센서를 통해서 A/D변환된 신호를 액세스하여 각각의 위치를 데이타 저장 램(12)에 기록하고 수동조작 스위치의 온여부를 주기적으로 순서를 두어 계속해서 실행시킨다.

또 일단 수동선택 스위치를 한번에 걸쳐 수동이나 금형취부에 선택이 되면 자동(또는 반자동모드)모드를 선택했을때 반드시 안전에 관한 센서신호를 확인하고, 자동공정 실행이 되도록 해당데이타 저장 램(12)의 내용을 리세트시켜야 한다.

이러한 리세트시키는 서브루틴에는 자동(반자동)일 경우 리세트를 실시하는 내용과 수동일 경우 리세트를 실시하는 내용이 다른 경우도 있고 같은 경우의 내용도 있다.

즉 다시 말해서 자동을 실행하여 1사이클의 완료되어 처음 동작을 위한 리세트를 실시하는 내용은 상기한 제 1 과정(제 2 도)에서 전원이 최초 온됨과 동시에 각종 기능을 실행하면서 이미 완료된 기능들에 대하여 프로그램상에 표시해 두었던 데이타 저장 램(12)의 내용이 있고, 수동기능에서는 조작선택스위치에 의해서만이 사출공정 프로그램을 실행했기 때문에 선택되어 실행된 내용들만 선별하여 리세트하게 된다.

수동 실행순서를 정함에 있어 수동모드에서 금형위치와 스크류 위치를 위치센서(S₁,S₂)를 통하여 계속 확인하는 이유는 자동(또는 반자동)에서는 일정한 위치에서 금형이 전진하고 금형후퇴시에는 일정한 위치에 정지하고 있기 때문에 시작되는 시점의 속도가 항상 일정하나, 수동모드에서는 사용자가 금형의 정지위치나 스크류의 정지위치를 임의의 곳에 정지하고 자동사이클을 시작하는 경우가 있는 관계로 마이크로 프로세서(10)는 프로그램을 통하여 항상 데이타 저장 램(12)에 위치데이타를 기록시키도록 한다.

그리고 사출성형기의 동작모드 중에서 금형취부선택을 하였을 경우에 수동조작인 금형전진 스위치는 금형의 속도를 저속으로 유지하여 이동측 금형과 고정측 금형의 균형을 맞출때 사용한다.

이때는 금형위치점인 '0'위치도 맞추어야 하기 때문에 금형취부에서는 금형전진 스위치가 온되는 상태에서 '0'로 맞추는 기능으로 작용한다.

다음은 사출성형 기능을 시행하는 실제 기능에 관한 서브루틴 프로그램의 제어 방법이다.

금형전진 실행을 위한 프로그램에는 금형을 전진하기 전에 안전에 관한 사항들을 점검하는 프로그램으로 부터 시작되어 제어하는데 안전에 관한 조건으로 안전문에 설치된 리미트 스위치로 부터 안전문의 개폐상태를 확인하여 안전문이 닫힌 상태가 확인되면 압출핀이 후퇴한에 위치해 있는가를 역시 압출전,후퇴 상한을 알려주는 근접 센서로 부터 입력신호의 확인을 실시하며, 만약 외부에 로보트를 장치하여 성형제품을 이송할 경우에는 로보트의 위치 상태가 금형내로 부터 이탈유무를 알려주는 입력신호를 로보트를 제어하는 장치로 부터 입력받아 확인한후, 금형전진이 시작된다.

이에 관한 금형전진의 세부적인 프로그램 구성은 제 4 도에 나타낸 바와같이 금형전진을 위한 안전조건을 만족시키면 형체의 위치를 감지하기 위한 위치센서로 부터 신호를 입력받아 이를 A/D 변환된 데이타로 환산하여 현재 위치를 알아내고, 그 위치에서 전진하기 위한 유압 제어부(20)의 금형전진 밸브구동신호를 출력함과 동시 그 시점에서의 속도와 압력을 설정값으로 부터 데이타를 읽어 아날로그 제어를 위한 D/A 값으로 출력한다.

또 위치센서의 값이 금형전진 완료한 경우의 값으로 입력이 되면 금형전진 완료를 확인하고 금형의 압력을 최단시간에 신속 승압하기 위한 유압회로의 폴 로드 밸브를 개방한다.

이는 압력 센서의 신호를 입력하여 최대압력(본 발명에서는 140kg/㎠ 이나 조정이 가능함)의 도달여부를 확인하는데, 만약 금형전진이 완료되지 않고, 저속저압을 시간제어하는 기능을 갖는 타이머의 신호가 업이 되면 금형전진에 관계되는 프로그램 실행을 중단함과 동시에 이상발생을 알리는 부저신호를 출력하면서 금형이 후퇴되는 프로그램으로 점프한다.

이때 만약, 금형전진중에 안전에 관한 조건이 위배되어 안전문을 열거나, 압출핀의 이동이 생기게 될 경우 프로그램은 실행 프로그램을 계속 루프하다가 발견 즉시 금형전진을 하기 위한 출력을 오프로 하고 제 3 과정의 사출공정 프로그램으로 점프하여 금형전진 프로그램으로 부터 이탈한다.

그러나 정상적으로 금형이 전진완료하고 상기한 압력에 도달되어 압력센서로 부터 압력이 올라 있는 상태를 감지하면 그 다음 공정인 사출기능을 실시하도록 인에이블 신호를 데이타 저장 램(12)에 라이트하고 제 3 과정의 사출공정 프로그램인 모니터 프로그램으로 점프한다.

그리고 금형이 닫히고 압력이 상승되어 있는 상태에서 사출동작을 실행하는 프로그램에 있어서도 처음은 압력 상승센서의 신호를 확인하는 것을 데이타 저장 램(12)으로 부터 마이크로 프로세서(10)가 확인한후 실행하고, 사출이 시작되기 위해서는 금형내 수지가 정상적으로 사출이 되도록 사출실린더의 스크류를 움직이는 노즐전진을 우선적으로 실시하도록 제어한다.

상기의 공정이 완료되면 그 다음 공정으로 사출기능을 실행하기 위한 프로그램은 제 5 도에 나타낸 바와같이 금형의 압력이 상승되고 안전문이 닫혀 있는 상태에서 노즐을 전진하기 위한 유압제어부(20)의 유압 구동신호를 출력하는데, 이때 유압제어부(20)가 작동하는 신호로서 금형이 계속 압력을 유지하기 위한 금형측의 밸브출력과 함께 노즐전진 신호가 출력되도록 프로그램 구성되어 있다.

이에 따라 노즐이 전진되면 노즐전진 완료 유무를 확인하기 위한 리미트센서가 부착되어 있는데, 이 신호가 입력 인테페이스(17)를 통해 전달되면 최초 사출1속에 해당하는 유압회로의 속도와 압력제어를 위한 D/A의 값이 출력되어 사출동작을 실행하는 유압구동 밸브를 개방시키도록 제어한다.

이때 사출을 실행하는 사출량을 지정하는 기능은 성형조건 데이타를 기억시키는 제 2 데이타 저장 램(12a)에 설정된 사출시간의 해당 어드레스 데이타를 판독하여 사출을 실시하는 밸브개방과 함께 시간카운터를 실행한다.

이에 따라 사출이 되는 것은 사출실린더의 히터 구동부(21)가 발열하여 수지가 용융되기 위한 온도값에 도달되어 충분한 가열상태에서 이루어지며, 만약 히터구동부(21)에 의한 히터발열온도가 수지용융점에 도달하기 전에 사출성형기 작업자가 사출을 실시한다면 사출실린더 내부의 스크류가 파손되는 경우가 발생하므로 노즐전진 완료후의 사출 실행전에 스크류 냉간기동 방지신호가 제 2 데이타저장 램(12a)에 저장되어 있는지 여부를 확인하게 된다.

즉 스크류 냉간기동 방지기능이란 온도 센서부(15)의 신호로 부터 현재 상승하고 있는 온도값을 확인하여 한개의 온도존에 해당하는 온도센서라도 설정온도값에 도달되기 전에는 사출이나 계량을 실시되지 못하도록 안전 프로그램이 실행된다.

따라서 사출시간 설정에 해당하는 시간 만큼 사출을 실시하여 사출시간이 업되면 금형내 사출된 수지가 냉각이 되기 위한 시간이 필요하므로, 사출시간이 업되는 동시에 냉각시간은 설정시간만큼 시간카운트를 실행한다.

또한 사출이 완료되면 다음 사이클에 실시하는 사출에 대비한 계량기능도 동시에 실행하도록 제어한다.

여기서 금형이 후퇴되는 시점은 냉각시간의 타이머 카운트 업신호와 계량완료 신호의 두가지 기능이 모두 완료되어야 금형이 후퇴하는 인에이블 신호를 갖게 되는데, 즉 냉각 시간 카운트기능과 계량기능이 동시에 실시되기 때문에 상호동작이 완료되는 시점이 서로 달라 금형을 후퇴하기 위해서는 두 신호를 앤드로직을 취한 결과라 할수가 있다.

그 다음 공정으로 금형이 후퇴되는 과정의 실행 프로그램은 제 6 도에 나타낸 바와같이 금형이 후퇴하기 위한 안전조건은 외부의 로보트를 사용하여 로보트의 동작에 대하여 인에이블신호를 입력으로 받아들여 실시하는 경우 이외에는 냉각시간과 계량완료신호를 마이크로 프로세서(10)가 데이타 저장 램(12)으로 부터 데이타 확인하여 금형후퇴를 실행하도록 관련 밸브를 개방한다.

이때 최초 금형이 후퇴하기 시작하여 금형후퇴한에 도달되기 까지에는 속도의 변화가 3단계로 나뉘어 지는데, 처음 제 1 속은 저속고압으로서, 금형내 제품이 밀착되어 있는 상태에서 고정측 금형부와 분리되는 구간이기 때문에 속도는 저속이지만 압력은 풀 로딩상태로 제어하도록 D/A값을 최대로 출력한다.

그 다음의 제 2 속 구간은 고속으로 후퇴하는 구간인데, 이때는 후퇴속도를 빨리하여 사이클시간을 단축시켜야 하므로 속도값을 크게 하도록 출력한다.

이에 따라 금형이 이동하여 후퇴한에 도달되면 금형에 부착되어 있는 사출품을 취출하기 위해 데이터 저장 램(12)으로 부터 압출실행에 대한 데이타를 라이트한후, 제 3 과정의 사출공정 프로그램인 모니터 프로그램으로 점프하여 금형후퇴실행 프로그램에서 이탈된다.

그리고 자동모드(반자동 모드포함)에서 압출기능은 수동에서 선택스위치 온시 압출기능을 실시 할때와는 달리 압출전,후퇴하는 실행횟수를 정할수가 있어서 이에 대한 실행 카운트 기능 프로그램이 포함되어 있다. 이에 대한 압출기능을 실행하는 프로그램은 제 7 도에 나타낸 바와같이 금형이 후퇴한에 위치해 있으면 압출전진 기능을 위해 마이크로 프로세서(10)는 유압제어부(20)를 통해 해당 관련 밸브를 통하도록 출력을 제어하게 되는데, 즉 압출 전진하여 전진함을 나타내기 위한 근접센서의 신호가 입력포트에 의해 감지되면 마이크로 프로세서(10)는 압출전진 유지 타이머가 카운트되어 설정된 시간만큼 전진을 유지하고, 이 경우는 외부의 로보트에 의하여 금형에서 취출된 성형품을 꺼내서 이송하는데 걸리는 시간만큼 압출전진하여 대기중에 있게 되는 시간이다.

이 압출유지 시간이 완료되면 압출후퇴기능을 실행하여 압출후퇴한을 알려주기 위한 근접센서의 입력신호를 감지하고 압출을 실행하고자 하는 설정값과 비교하여 설정횟수 만큼 반복하여 압출전,후퇴 기능을 실행하게 된다.

이후 압출실행 기능까지 완료하면 사출성형 공정 실행에 관한 모든 동작이 끝나게 되고, 그때까지 총사이클 횟수를 카운트하여 생산량을 데이타 저장 램(12)에 저장한다.

상기와 같이 1공정 완료 프로그램이 끝나면 다시 처음공정인 금형전진 실행을 위하여 지금까지의 실행중에 라이트된 모든 데이타 값은 리세트가 되고 제 3 과정의 모니터 프로그램으로 점프한다.

한편 모니터 프로그램의 내용으로는 상기한 제2과정에서 각각의 기능을 실행하면서 현재의 동작상태를 나타내 주기 위한 프로그램이 포함되는데, 이를 나타내 주는 방법으로는 모니터 제어부(23)를 통해 접속되는 브라운관(CRT) 화면에 사출공정에 대한 그래픽을 구성하고, 해당 위치에 동작표시를 해주는 방법이 있고, 명판부에 각 기능을 도식하고 그 도식된 배열에 발광소자등으로 구성하여 발광소자를 점멸시켜 동작상태를 표시하도록 나타내는 방법이 있다.

이에 대한 회로의 하드웨어적으로 나타낼수 있는 방법은 여러가지의 형태가 있지만, 본 발명에서는 상기한 두가지의 표시방법을 개별적으로 또는 병행하여 사용할수도 있으며, 이의 프로그램 구성은 제 8 도와 같은 방법에 의해 실시한다.

즉 제 8 도에서와 같이 모니터 프로그램에서는 전술한 제 2 과정에서 실행되었던 내용을 판별하여 진행중인 공정에서 나타내 주어야 하는 각각의 기능을 표시해 주는 것이다.

예컨대, 금형에 관한 전진 및 후퇴기능을 실시하고 있다면 실행하고 있는 모니터 표시로서 사출완료후 냉각시간이 진행되고 시간 업되어 최초 금형이 후퇴하는 과정을 나타내 주는 표시와, 압출 전,후퇴기능이나 공기 분사기능을 실행하여 금형내의 성형품을 취출하고 있는 과정을 나타내 주는 표시기능이 있으며, 금형전진하여 최종 전진하는 단계에서 저속저압으로 전진하는 시간을 설정하여 시간이 카운트되는 표현을 모니터해 주는 기능이 있다.

또한 금형이 전,후퇴를 실시할때 저속 및 고속으로 진행하는 위치절환점을 나타내 주어 이를 감각적으로 모니터링 하는 방법이 있는데, 사출 및 계량제어에 있어서는 이와 관련된 모니터 프로그램으로 총사출시간을 표시하고 사출시간을 카운트하는 과정을 실제 디스플레이하여 시간 카운트 업과 함께 사출의 종료되며, 계량이 실시되는 프로그램 진행 상황을 모니터 프로그램에 의해 나타낼 수가 있다.

상기 사출과 계량기능을 실행하는 과정에서 각각의 속도절환점에 스크류의 이동이 나타나면 이때의 완료위치를 표시하도록 하고, 이 계량기능에는 스크류의 회전속도를 rpm 단위로 디스플레이하게 되는데, 이는 회전되는 모터축에 회전당 60펄스를 발생하는 슬리트를 사용하고, 근접센서나 빔(광)센서를 통해 검출된 신호를 카운트하여 모터의 회전속도를 나타내도록 한다.

또한 압출기능에는 압출전진함을 결정하는 근접센서가 있는 압출전진이 완료되어 근접센서가 작동하면 이 신호를 읽어들여 모니터 제어부(23)를 통해 모니터링하고, 압출기능이 완료되면 총 사이클이 완료한 것이므로 설정된 일정시간에 걸쳐 휴지시간을 갖는데, 이 휴지시간이 카운트되는 과정을 디스플레이하여 나타내도록 한다.

이와 같은 방법으로 하여 현재 사출공정실행에 따른 모니터 프로그램의 기능을 실행 완료하면 다시 전술한 제 2 과정의 사출성형기의 동작 모드 프로그램으로 점프하여 이를 반복적으로 실행하도록 제어하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 사출성형기의 각 기능별 동작을 분할루틴화하여 동작 제어모드선택에 따라 체계적으로 사출성형하도록 하므로서 각 공정의 요소마다 고속제어를 효율적으로 행할수 가 있고, 사출성형의 각 공정의 진행 동작에 대한 상태의 모니터링이 가능하도록 하므로서 사출성형기의 운용 및 관리가 용이할 뿐만 아니라, 전반적인 제어장치의 구성을 간소화할수 있으며, 아울러 사출 각 공정 프로그램의 분리화로 사출성형기의 조작운영을 용이하게 구현할 수 있는 성과가 있다.

Claims (11)

1. 입,출력 처리와 각 기능의 제어모드별 선택에 따라 프로그램 메모리(11)의 내용을 체계적으로 실행하여 사출성형을 총괄제어하는 마이크로 프로세서(10)와, 각 기능의 제어모드별 실행 프로그램이 저장된 프로그램저장 룸(11)과, 입,출력데이타 및 프로그램 처리된 가변데이타를 저장하는 제 1 데이타 저장 램(12)과, 성형조건값설정 및 각종 프로그램 처리에 필요한 초기화 설정데이타를 저장하는 제 2 데이타 저장 램(12a)과, 상기 마이크로 프로세서(10)에 의해 특정 주소로 지정된 출력선에만 어드레서를 내는 어드레스 디코더(13)와, 상기 마이크로 프로세서(10)에서의 제어모드선택에 따라 어드레스 지정에 의한 사출성형 각 기능의 제어를 선택하는 칩 선택부(14)와, 수지 용융부근의 온도값을 검출하는 온도센싱부(15)와, 형체 및 사출측에 설치된 위치센서(S₁, S₂)로 부터 형체 및 사출위치의 검출신호를 전송하는 위치 센싱부(16)와, 사출성형 각 공정에 관한 임의 데이타 설정의 키 스위치부를 연결하고 이 키 스위치부로 부터 설정되는 데이타를 입력전송하기 위한 입력인터페이스(17)와, 마이크로 프로세서(10)의 처리 결과에 대한 사출성형의 금형전, 후퇴, 사출, 계량 및 압출동작 모드별 동력체 구동신호를 사출 각 기능에 출력하기 위한 출력 인터페이스(18)와, 상기 마이크로 프로세서(10)의 제어로 금형전진에서 압출에 이르기까지 반복적인 행정주기의 이동부재 동력의 유압 제어신호를 아날로그 값으로 변환하고 변환된 아날로그 값으로 각기능 유압을 제어하는 D/A 변환기(19) 및 유압 제어부(20)와, 사출수지 용융부근에 설치 다수의 히터를 구동 제어하기 위한 히터 구동부(21)와, 상기 마이크로 프로세서(10)에서 처리된 결과를 서면작성하도록 프린터와 연결하기 위한 프린터 접속부(22)와, 상기 마이크로 프로세서(10)에서 처리되어 각 공정의 진행 상태를 표시하는 모니터 제어부(23)를 구비하여서 구성됨을 특징으로 하는 사출성형기 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 온도 센싱부(15)에는 검출온도값을 마이크로 프로세서(10)가 처리함에 필요한 디지탈 데이타로 변환하는 A/D변환수단을 갖는 것을 특징으로 하는 사출성형기 제어장치.
3. 사출성형 공정제어를 위한 초기화 설정 및 설정된 초기화를 실행하는 제 1 과정과, 상기 제 1 과정이후 선택된 제어모드의 입력모드를 판별하여 입력모드에 해당하는 공정부터 금형전진, 사출, 계량, 금형후퇴, 압출 및 생산량 관리 루틴을 반복 실행하는 제 2 과정과, 상기 제 2 과정에서 실행되는 각 공정의 루틴별 진행의 내용을 모니터링 표시함과 동시 사출공정 주 프로그램으로 복귀하도록 하는 제 3 과정으로 이루어짐을 특징으로 사출성형기 제어방법.
4. 제 3 항에 있어서, 제 1 과정의 초기화 내용은 구동부 출력, 모니터 프로그램의 데이타 설정, 금형위치와 스크류 위치 및 현재 온도값표시, 안전에 관한 설정데이타와 사출시간 제어 데이타를 리세트 및 사출공정 실행을 위한 주 프로그램으로 복귀하도록 설정함을 특징으로 하는 사출성형기 제어방법.
5. 제 3 항에 있어서, 제 2 과정에서의 금형전진은 안전문 개폐상태와 압출핀 위치 및 로버트의 인에이블신호 유무를 확인하여 모두 만족하지 못하면 금형전진을 정지한후 제 3 과정의 사출공정 실행을 위한 주 프로그램으로 복귀하고, 상기의 조건이 모두 만족하면 현재의 금형위치 판독과 동시 해당위치의 속도에 대한 압력신호를 출력한후 금형전전완료 여부에 따라 금형압력을 상승시키거나 또는 저속저압상태를 확인하여 금형후퇴상태로 대기하도록 이루어짐을 특징으로 하는 사출성형기 제어방법.
6. 제 3 항에 있어서, 제 2 과정에서의 사출은 압력상승신호 유무와 안전문 개폐여부를 확인하여 모두 만족한 상태에서 노즐전진의 신호를 출력한다음 노즐전진에 따른 사출의 해당 밸브 출력 및 속도압력제어와, 사출시간업에 따른 냉각시간제어와 계량을 실행하고, 냉각시간이 업된 상태에서 금형후퇴 실행 데이타를 라이트한후 제 3 과정의 사출공정 실행을 위한 주 프로그램으로 복귀하도록 이루어짐을 특징으로 하는 사출성형기 제어방법.
7. 제 3 항 또는 제 6 항에 있어서, 계량실행시 회전당 60펄스의 슬리트와 이 슬리트로 부터 근접센서 또는 빔센서를 통해 감지하고, 이 감지된 스크류의 회전속도를 카운트하여 rpm 단위로 회전속도를 표시하도록함을 특징으로 하는 사출성형기 제어방법.
8. 제 3 항에 있어서, 제 2 과정에서의 금형후퇴는 상기 냉각시간 업상태와 계량완료한 상태에서 금형후퇴용 밸브를 제어하기 위한 신호출력과 동시 금형후퇴한 위치에 있을 경우에 한해서만 압출실행을 위한 데이타를 인에이블시킨후 제 3 과정의 사출공정 실행을 위한 주프로그램으로 복귀하도록 이루어짐을 특징으로 하는 사출성형기 제어방법.
9. 제 3 항에 있어서, 제 2 과정에서의 압출은 금형후퇴한 위치에 있을 경우에 한해서만 압출전진을 위한 밸브구동신호를 출력하여 금형후퇴와 동시 압출전진 및 후퇴한 상태를 확인하여 각각 압출전진 유지 타이머 작동의 시간업과 압출후퇴를 위한 밸브구동 신호 출력 및 압출횟수 설정값과 비교하여 같을 경우에만 제 3 과정의 사출공정 실행을 위한 주프로그램으로 복귀하도록 이루어짐을 특징으로 하는 사출성형기 제어방법.
10. 제 3 항에 있어서, 제 3 과정의 모니터링은 현재의 사출공정 실행내용에 따라 금형부와 사출계량 및 압출부로 분리하여 순서적으로 표시되도록 함을 특징으로 하는 사출성형기 제어방법.
11. 제 3 항 또는 제10항에 있어서, 모니터링으로는 모니터 제어부(23)를 통해 접속되는 브라운관(CRT) 화면에 사출공정에 대한 그래픽을 구성하고, 해당 위치에 동작표시를 해 주거나, 또는 명판부에 각 기능을 도식하고 그 도식된 배열에 발광소자등으로 구성하여 발광소자를 점멸시켜 동작상태를 표시하도록 함을 특징으로 하는 사출성형기 제어방법.