KR20030010623A - 다중 슬라이드형 다이캐스팅 시스템 - Google Patents

Abstract

다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치(20)는 주물품의 품질을 개선하고 주물지느러미에 구애받지 않는 개선된 표면마감의 주조를 달성하기 위하여 개선된 기계적 구조 및 유일한 분사제어시스템과 함께 갖추어 진다. 클램핑 어셈블리(52a)(52b)(52c)(52d)가 예압상태의 몰드부에 클램핑력을 작용하기 위하여 장치의 베이스판(22)의 일측에 장착된다. 보강링(56)이 클램핑 어셈블리를 지지하는 브라켓(72) 및 베이스판의 비뚤어짐을 억제하기 위하여 클램핑 어셈블리를 상호연결함으로써, 몰드부의 접촉면 사이에 정밀한 분리선이 보장된다. 장치의 유일한 분사제어시스템은 햄머효과를 제거하기 위하여 분사과정에 대한 최적의 매개변수를 제공하는 폐쇄루프 제어모드의 장점 및 폐쇄루프 제어에서 반작용하기에 너무 짧은 분사행정을 요구하는 작은 물품을 다이캐스팅 하기에 적당한 개방루프의 장점을 얻기 위하여 폐쇄루프 및 개방루프 분사를 선택적으로 제공한다.

Description

다중 슬라이드형 다이캐스팅 시스템{MULTIPLE-SLIDE DIE-CASTING SYSTEM}

다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치는 종래기술에 알려져 있으며, 서로 접근하는 방향 및 멀어지는 방향으로 구동되는 섕크(shank)에 의해 이송되는 적어도 두 개의 몰드부를 갖는다. 두 몰드부가 성형위치에서 예압이 가해진 상태로 서로 구속되어 있을 때, 용융금속이 두 몰드부 사이에 형성되는 공동(cavity)속으로 분사된다. 일 예가 1986년 7월 22일에 등록된 본 출원인의 미합중국 특허 제4,601,323호에 나타나 있다. 상기 특허에 따른 사출성형장치 또는 다이캐스팅장치는 배면에 장착되는 분사유닛을 갖는 주기계베이스 및 정면에 장착되는 몰드 안내로를 포함한다. 주 기계베이스에 구비된 구멍(aperture) 및 안내로의 베이스에 있는 대응하는 것은 안내로 내에서 이송되는 몰드들을 채우기 위한 분사(injection)유닛의 노즐을 위해 제공한다.

몰드부들의 서로 접근하는 방향 및 멀어지는 방향으로의 왕복운동은 안내로의 단부에 장착되는 압축레버 브라켓과 몰드이송섕크를 상호연결시키는 토글 어셈블리(toggle assembly)및 토글 어셈블리에 연결되고 안내로 단부의 중심에 위치하는 엑츄에이터의 작동에 의한 것이다. 위치조절기가 자체의 노즐을 몰드에 대응하도록 위치시키기 위하여 장치의 후방에 있는 분사유닛의 위치를 조절하기 위해 사용된다.

몰드부의 접촉면은 그들이 전체 몰드 어셈블리의 기준평면을 이루기 때문에, 움직이지 않는다는 것이 중요하다. 접촉평면은 주분리선(main parting line)으로 불리운다. 그러나, 가압 용융금속이 두 몰드부 사이의 공동속으로 분사되는 동안 두 몰드부가 밀려나는 것을 방지하기 위하여 요구되는 예압상태 하에서, 클램핑 어셈블리의 모든 구성요소들은 클램핑력에 의한 압박을 받는다. 클램핑력은 클램핑 어셈블리를 지지하는 브라켓 및 테이블이 비뚤어지는 원인이 되며, 그 이유는 표준장치에서 상기 브라켓이 베이스 상부의 외측에 장착되기 때문이다. 예압력은 분사압력에 의한 반작용력 보다 더 커야만 한다. 그러므로, 클램핑력에 의해 야기되는 테이블 및 브라켓의 비뚤어짐은 무시될 수 없고, 이 비뚤어짐은 몰드부의 정렬불량을 야기하는 몰드 안내시스템의 변형을 유도한다. 슬라이드의 과도한 손상 및 성형품의 분리선을 따라 형성되는 주물지느러미(flash)와 같은 성형품의 떨어지는 품질은 베이스의 비뚤어짐, 브라켓의 비뚤어짐 및 몰드의 결합불량에 기인한다.

예압상태에서 베이스의 비뚤어짐을 억제하기 위하여 장치의 구조개선이 필요하다.

그럼에도 불구하고, 연구는 클램핑력에 기인하는 베이스의 비뚤어짐, 브라켓의 비뚤어짐 및 몰드의 결합불량이 성형품에 주물지느러미가 생기는 유일한 이유가 아니라는 것을 보여준다. 핫 쳄버 다이캐스팅 장치(hot chamber die-casting machine)는 전통적으로 개방루프제어 분사시스템(open loop control injection system)과 함께 갖추어져 왔다. 개방루프제어의 중요한 특징은 분사실린더에 공급되는 유압(hydraulic)유체의 유량과 압력이 분사과정(injection cycle) 중에 변화될 수 없다는 것이다. 이러한 매개변수는 변경될 수 있으며, 그러나 주어지는 모든 분사과정에 대하여 고정된다.

과정의 시작에서, 분사실린더에 공급되는 유압유체는 분사플런저를 빠르게 가속되도록 하고, 그 다음에 몰드부 사이의 공동을 용융금속으로 채우기 위하여 거의 등속으로 이동한다. 일단 몰드 내부의 공동 및 러너(runner)시스템이 채워지면, 분사시스템의 이동하는 모든 구성요소들은 급작스러운 정지상태에 놓인다. 이는, 종종 성형품에 주물지느러미의 형성을 야기하기도 하는 "햄머효과(hammer effect)"라고 불리워지는 것으로서, 몰드내부의 공간속의 금속압력이 급격하게 증가하는 것이 이유이다. 비록 분사과정을 초과하는 제어의 폭이 개방루프 시스템에 얼마간의 한도내에서 제한되어 있지만, 사용되는 많은 부분에 대하여 만족스러운 것이다.

과거 몇 년 동안, 분사시스템의 폐쇄루프제어가 가능해졌다. 그 예들이 1987년 4월 28일 오제키(ozeki)에게 등록된 미합중국 특허 제 4,660,620호, 및 1999년 11월 23일 이와모토(iwamoto) 등에게 등록된 미합중국 특허 제 5,988,260호에 나타나 있다.

일반적으로, 폐쇄루프제어상태의 분사실린더에 공급되는 유압유체의 유량 및 압력은 분사과정 중에 변경되며, 그리고 미리 정해진 속도 및/또는 압력형태로 흐르며, 따라서 몰드 공동으로의 용융금속 분사가 최적화된 방법으로 제어된다. 그러나, 분사시스템의 폐쇄루프제어는 일반적으로 상대적으로 긴 분사시간을 갖는 대형의 종래 다이캐스팅 장치에 사용된다. 그 이유는 시스템이 자체에서 반작용하는 것과 분사의 윤곽을 형성하는 것을 가능하도록 하기 위한 일정한 최소 행정(stroke)을 필요로 하기 때문이다. 만약 물품(주물부)이 최소행정을 요구하는 것보다 더 작게 성형되어야 한다면, 몰드의 동일한 공동을 채우기 위하여 더 긴 행정을 요구하는 소직경의 슬리브(sleeve) 및 플런저(plunger)를 설치하도록 분사시스템의 거위목관(gooseneck)을 변경해야 하는 것이 일반적이다. 이것은 쉬운 일이 아니다. 만약 장치의 분사시스템이 폐쇄루프제어에서 개방루프제어로 전환될 수 있다면, 작은 물품은 매우 간단한 방법으로 생산될 수 있다.

그러므로, 장치에서 성형되는 서로 다른 크기의 물품을 위하여 몰드 제어모드를 쉽게 폐쇄루프제어에서 개방루프제어로 변경하기에 적합하도록 하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치에 대한 요구가 있는 실정이다.

본 발명은 다이캐스팅 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 몰드 클램핑 시스템 및 분사시스템을 포함하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치에 관한 것이다.

지금까지 본 발명의 본질이 일반적으로 설명되었음에 따라서, 지금부터 참조번호가 바람직한 실시예를 도식적 수단으로 보여주는 첨부도면에 부여될 것이다.

도 1은 몰드 클램핑 시스템이 제거된 본 발명에 따른 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치의 부분단면도;

도 2는 도 1의 장치에 장착되기 적합하도록 한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 몰드 클램핑 시스템 및 베이스에 클램핑 어셈블리를 작동가능하게 고정하기 위한 브라켓을 보여주는 부분 절단된 보강링의 일 부분을 도시한 정면도;

도 3은 더욱 상세한 클램핑 어셈블리를 보여주는 도 2의 부분확대도;

도 4는 도 2에 도시된 몰드 클램핑 시스템의 평면도;

도 5는 전진상태를 확대된 상태로 보여주는 도 2에 도시된 브라켓에 의해 고정되는 클램핑 어셈블리의 정면도;

도 6은 후진상태를 보여주는 것으로, 도 4의 7-7선에 따른 부분적인 단면도를 포함하는 도 2에 도시된 브라켓에 의해 고정되는 클램핑 어셈블리의 정면도;

도 7은 전진상태를 보여주는 도 4의 7-7선에 따른 브라켓에 의해 고정되는 클램핑 어셈블리의 단면도;

도 8은 도 1에 도시된 장치에 장착되기 적합하도록 한 몰드 클램핑 시스템의 다른 일 실시예를 도시한 정면도;

도 9는 도 1에 도시된 장치의 분사과정을 제어하기 위하여 사용되는 제어시스템을 도시한 제어작용 다이어그램;

도 10은 도 1에 도시된 장치의 분사과정을 제어하기 위하여 사용되는 제어시스템의 구조를 도시한 구성 다이어그램;

도 11은 도 10에 도시된 제어시스템에 사용되는 변환기를 구비한 분사실린더를 도시한 개략도;

도 12는 도 10에 도시된 제어시스템용으로 사용되는 밸브 어셈블리 및 펌프를 도시한 개략도.

본 발명의 목적은 고품질의 성형품을 생산하고, 성형품에 주물지느러미를 제거하거나 최소화하기에 적합하도록 한 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 슬라이드 몰드부를 예압상태에서 서로 구속하기 위한 클램핑 어셈블리의 압력에 의해 야기되는 기계베이스의 비뚤어짐을 억제하기 위하여 개선된 기계적 구조를 구비하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 서로 다른 분사행정을 요구하는 성형품을 생산하기 위하여, 장치의 분사시스템을 제어하기 위한 용도로 개방루프제어 또는 폐쇄루프제어에 대하여 선택할 수 있도록 적합하게 한 제어시스템을 구비하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 개방루프 몰드제어 또는 폐쇄루프 몰드제어를 모두 포함하기 위하여 단순한 구조를 구비하고, 두 제어모드 사이의 전환이 사용자에게 친숙하도록 하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치의 분사시스템용 제어시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 성형품의 품질을 확보하기 위하여, 서로 다른 분사행정을 요구하는 성형품을 생산하기 위해 선택적인 제어모드 내에서 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치의 분사시스템을 작동하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 큰 특징에 따라, 베이스와, 상기 베이스에 장착되며 두 개의 서로 마주보는 단부 및 측벽을 갖는 적어도 한 개의 안내로와, 슬라이드 몰드부를 서로 접근하는 방향과 서로 멀어지는 방향으로 전진 및 후진시키기 위하여 안내로의 각 단부 내에서 가이드되는 적어도 두 개의 클램핑 어셈블리, 및 예압상태 하에서 슬라이드 몰드부들이 서로 구속상태에 놓이는 성형위치에 슬라이드 몰드부가 있을 때슬라이드 몰드부 사이의 공동속으로 가압된 주물재료를 도입하기 위한 분사시스템을 포함하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치에 있어서:

각 클램핑 어셈블리를 작동가능하게 고정하기 위하여 베이스 위에 지지되는 적어도 두 개의 브라켓과, 예압상태를 유지하기 위해 클램핑 어셈블리에 의해 발생되는 힘에 의해 야기되는 브라켓 및 베이스의 비뚤어짐을 억제하기 위하여 브라켓을 상호연결하기 위한 보강수단을 포함하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치가 제공된다.

상세하게는, 본 발명의 다른 큰 특징에 따라, 베이스판 및 이 베이스판에 장착되는 안내부재를 구비하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치가 제공된다. 안내부재는 각각 측벽과 두 개의 서로 마주보는 단부를 구비하며 서로 수직으로 교차하는 두 안내로의 경계를 명확하게 한다. 각 클램핑 어셈블리는 안내로의 중심을 향해 접근하는 방향 및 중심으로부터 멀어지는 방향으로 슬라이드 몰드부를 전진 및 후진 시키기 위하여 각 안내로의 각 단부의 내부에서 안내된다. 분사시스템이 예압상태 하에서 슬라이드 몰드부들이 서로 구속상태에 놓이는 성형위치에 슬라이드 몰드부가 있을 때 슬라이드 몰드부 사이의 공동속으로 가압된 주물재료를 분사하기 위하여 제공된다. 베이스판에 고정되는 제1표면과 베이스판에서 멀리 떨어진 제2표면을 포함하는 각각의 브라켓은 자체의 제1표면 및 제2표면 사이에서 각 클램핑 어셈블리를 작동가능하게 고정한다. 상호연결수단이 상기 브라켓들의 제2표면들을 상호연결하여 각 클램핑 어셈블리가 베이스판 및 상호연결수단 사이에 작동가능하게 고정되도록 하며, 예압상태를 유지하기 위하여 클램핑 어셈블리에 의해 발생되는 힘에 의해 야기되는 베이스판 및 브라켓의 비뚤어짐을 억제한다.

각 클램핑 어셈블리는 클램핑기구(clamping mechanism) 및 서로 마주보는 단부를 구비하는 섕크(shank)를 포함하는 것이 바람직하다. 섕크는 하나의 안내로의 일측 단부에 위치한 측벽 사이에서 미끄러짐이 가능하고, 하나의 슬라이드 몰드에 자체의 제1단부가 연결되며, 클램핑기구에 자체의 제2단부가 결합된다. 섕크는 하나의 램(ram)과 하나의 커플링(coupling)을 통해 클램핑기구에 결합된다. 각각 한 쌍의 멈추개(stop)가 슬라이드 몰드부의 정밀한 성형 위치를 보장하기 위하여 각각의 브라켓과 각각의 램사이에 제공되는 것이 바람직하다.

각각의 커플링은 전달되는 병진운동의 정렬불량을 허용하는 가운데 클램핑기구의 병진운동을 램 및 섕크의 병진운동으로 변환하는데 적당하도록 한 다수의 선회축 링크부재를 포함한다.

각각의 클램핑기구는 미리 정해진 대로 예압상태를 유지하기 위한 클램핑 어셈블리의 압력을 보장하기 위하여 브라켓의 대응하는 부분에 조절가능하게 고정되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치의 분사시스템용 제어시스템이 제공된다. 분사시스템은 다수의 슬라이드 몰드부 사이의 공동에 가압된 주물재료를 분사하기에 적합하도록 한 분사플런저를 전진 및 후진시키기 위한 유압실린더를 구비한다. 제어시스템은 유압실린더 제어매개변수가 분사플런저의 속도가 미리 정해진 형태를 따르는 속도부분(velocity phase)에서 분사플런저에 작용하는 전체유압이 제어되는 압력부분(pressure phase)으로 변경되도록 해야하는분사플런저의 미리 정해진 위치를 감지하기 위한 적어도 하나의 위치변환기를 포함하는 분사플런저의 위치를 감지하기 위한 수단을 포함한다. 서보밸브가 유압실린더에 공급되는 유압유체의 유량을 제어하기 위하여 제공된다. 제어기가 폐쇄루프 제어모드 및 개방루프 제어모드 내에서 서보밸브를 통해 유압실린더를 선택적으로 제어하기에 적합하게 된다.

폐쇄루프 제어모드에서, 제어기는 위치감지수단으로부터 신호를 받아서, 속도부분에서 서보밸브를 적절히 작동시키기 위하여 미리 정해진 속도형태에 따른 명령신호를 출력하며, 압력부분에서 서보밸브를 적절히 작동시키기 위하여 미리 정해진 압력형태에 따른 명령신호를 출력한다. 개방루프 제어모드에서, 제어기는 분사플런저의 요구되는 속도를 위해 서보밸브에 미리 선택된 유량으로 설정하기 위한 일정한 명령신호를 출력한다.

제어모드 선택밸브는 단지 선택된 감소된 압력이 감압밸브에 사전설정되도록 하기 위하여 개방루프 제어모드가 선택되는 경우에 만 자동적으로 작동되도록 제공되는 것이 바람직하다. 마이크로프로세서 및 사용자 인터페이스가 폐쇄루프 제어모드에 사용되는 속도형태 및 압력형태를 프로그램하고, 개방루프 제어모드에서 분사플런저의 요구되는 속도를 선택하기 위하여 제공되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라, 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치의 분사시스템을 작동하는 방법이 제공된다. 작동방법은 물품을 주조하기 위하여 정상적인 분사행정이 필요할 때에 폐쇄루프 제어모드상태에서 슬라이드 몰드부사이의 공동속으로 주물재료를 분사하기 위하여 분사플런저를 전진시키는 단계; 및 작은 크기의물품을 주조하기 위한 분사행정이 필요할 때에 개방루프 제어모드상태에서 슬라이드 몰드부사이의 공동속으로 주물재료를 분사하기 위하여 분사플런저를 전진시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치는 클램핑 시스템의 최대 클램핑 용량의 사용, 및 서로 다른 크기의 물품에 대한 서로 다른 분사요건을 맞추기 위하여 분사시스템에 대한 폐쇄루프제어 및 개방루프제어의 선택적인 사용에 의해, 주물지느러미에 구애받지 않는 개선된 표면마감의 주조(casting)를 유익하게 제공한다. 본 발명의 다른 특징 및 장점들은 이하에 설명되는 바람직한 실시예들을 참조하여 더욱 용이하게 이해될 것이다.

도 1을 참조하면, 참조번호 20으로 지시하는, 몰드 제어시스템이 제거된 물품 다이캐스팅용 장치가 도시되어 있다. 장치는 뼈대구조(24)에 자체의 하단부가장착되는 베이스판(22)과 결합된다. 몰드 클램핑시스템은 베이스판(22)의 전면(26)에 장착되고, 이하에서 도 2 및 도3을 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 분사시스템(28)이 베이스판(22)의 후면(30)에 설치된다. 분사시스템(28)은 일반적으로, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 미끄러짐이 가능한 몰드부 사이의 공동속으로 용융금속을 분사하기 위하여 분사플런저(34)의 전진 및 후진용 유압실린더(32)를 포함한다. 분사플런저(34)는 거위목관(38)내에 지지되는 슬리브(36: sleeve) 내에서 미끄러질수 있으며, 거위목관(38) 및 슬리브(36)는 모두 용융도가니(40)속에 담긴 용융금속에 잠기기에 적합하게 되어 있다. 용융도가니(40)는 뼈대구조(24)에 지지된다. 슬리브(36)는 거위목관(38)을 관통하여 연장되는 통로(42)와 유체유동가능상태(fluid communication)에 놓인다. 거위목관(38)은 베이스판(22)의 중심에 있는 개구부(44)를 통해 연장된다. 노즐(46)이 통로(42)에 연결되고, 몰드의 입구와 일직선상에 정렬되며, 몰드가 성형위치에 위치할때 몰드의 입구와 연결되어, 슬리브(36) 내부의 용융금속이 몰드의 공동속으로 통로(42) 및 노즐(46)을 통해 분사되도록 분사플런저(34)에 의해 가압된다. 분사시스템의 일반적인 구조는 당해기술분야에 잘 알려진 것이며, 추가로 상세하게 설명되지 않을 것이다.

도 2 내지 도 4에, 참조번호 50으로 지시하며 베이스판(22)의 전면에 지지되는 몰드 클램핑시스템이 도시되어 있다. 몰드 클램핑시스템(50)은 4개의 몰드부(54a)(54b)(54c)(54d)에 각각 작용하는 4개의 클램핑 어셈블리(52a)(52b) (52c)(52d)를 포함한다. 대응하는 몰드부를 갖는 각각의 개별적인 클램핑 어셈블리는 작용부(function) 또는 슬라이드부(slide)로 불리운다. 전형적인성형적용(molding application)에 대하여 일반적으로, 몰드 클램핑 시스템(50)은 한 쌍의 주클램핑작용부(main clamping functions) 및 한 쌍의 심형작용부(core functions)을 포함한다. 주클램핑작용부가 닫힌 이후에, 심형작용부가 성형위치에 몰드부를 위치시키기 위하여 닫힌다. 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 실시예에서, 주클램핑작용부는 몰드부(54a)를 갖는 클램핑 어셈블리(52a) 및 몰드부(54b)를 갖는 클램핑 어셈블리(52b)이고; 심형작용부는 몰드부(54c)를 갖는 클램핑 어셈블리(52c) 및 몰드부(54d)를 갖는 클램핑 어셈블리(52d)이다. 작용부들은 순차적으로 작동하며, 닫히는 순서는 일반적으로 몰드부(54b), 몰드부(54a), 몰드부(54c) 및 몰드부(54d)의 순서를 따른다.

몰드부(54b)(54a)(54c)(54d)가 닫힐 때, 작용부는 예압상태에 놓이고, 클램핑 어셈블리(52a)(52b)(52c)(52d)의 모든 구성요소들은 가압 용융금속이 몰드부 사이의 공동속으로 분사될 때 몰드부가 뒤로 밀리는 것을 방지하기 위하여 압박을 받는다. 두 개의 주 몰드부(52a)(52b)의 접촉면은 이 접촉면이 전체 몰드 어셈블리의 기준평면을 구성함에 따라 움직이지 않는다. 점촉면은 주 분리선이라 불리운다. 도 3에 도시한 바와 같이, 클램핑 어셈블리는 베이스판(22)의 중심선 보다 높은 위치에 있는 몰드부의 중심선상의 베이스판(22)에 장착되어, 클램핑력이 베이스판(22)을 굽히게 될 것이다. 표준 다중 슬라이드형 장치에서, 베이스판의 비뚤어짐은 예압력(pre-load force)이 수십톤이 될 수도 있는 분사압력에 의해 야기되는 반작용력보다 커야 하기 때문에 무시되어서는 안된다. 따라서, 보강평판링(56)이 베이스판(22)의 비뚤어짐을 억제하기 위하여 개별적인 클램핑어셈블리(52a)(52b)(52c)(52d)를 상호연결하도록 몰드 클램핑시스템(50)에 결합된다.

클램핑 어셈블리의 상세한 설명을 위하여, 클램핑 어셈블리(52a)가 도 3에 상세하게 도시되어 있다. 몰드부(54a)는 자체의 제 2단부가 램(60)에 연결되는 섕크(58)의 제 1단부에 연결된다. 섕크(58)는 도 2에 전체적으로 도시된 안내부재(62) 내에서 미끄러짐이 가능하다. 안내부재(62)는 서로 수직으로 교차하는 두 안내로(64a)(64b)의 경계를 명확하게 한다. 섕크(58)은 안내로(64a)의 일단부에 있는 두 마멸판(66: wearing plate) 사이에 미끄러짐이 가능하도록 안내된다. 각각의 마멸판(66)은 안내부재(62) 내에 조절가능하게 고정되는 정지핀(68) 및 멈춤나사(70:set screw)에 의해 조절된다.

U-자형 브라켓(72)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 베이스판(22)에 고정되는 제 1표면(73) 및 베이스판(22)으로부터 멀리 떨어진 제 2표면(75)을 포함한다. 평판링(56)은 브라켓(72)의 제 2표면(75)에 연결되어, 클램핑 어셈블리(52a)가 베이스판(22)와 평판링(56)사이에 작동가능하게 고정되도록 한다.

도 5 내지 도 7에서, 램(60)은 브라켓(72)의 중심구멍(74)을 통해 연장되며, 토글, 유압실린더 또는 모든 선택가능한 힘발생장치(force generating device)와 같은 클램핑기구(78)에 연결된다. 램(60)은 두 마멸판(82)이 각각 부착되는 서로 마주보는 두 측면을 포함하는 해드부(80)를 구비한다. 두 마멸판(82)은, 램(60)이 브라켓(72)에 대하여 축방향으로 이동할 때, U-자형 브라켓(72)과 접촉상태에 놓이게 되며, 그리고 U-자형 브라켓(72)에 의해 안내된다. 한 쌍의 멈추개(84)가램(60)의 해드부(80)상에 제공되며, 그리고 한 쌍의 멈추개(86)가 브라켓(72)상에 제공된다. 몰드부(54a)는, 멈추개(84)가 몰드부(54a)의 정밀한 성형위치를 보장하기 위해 멈추개(86)와 접촉할 때, 자체의 전진이동을 멈춘다. 더욱 중요한 것은, 이와 같은 배열상태에서, 클램핑력의 대부분이 안내부재(62) 보다는 브라켓(72)에 작용함으로써, 예압상태가 안내시스템의 정밀성에 영향을 미치지 않을 것이라는 것이다. 클램핑기구(78)은 한 쌍의 타이바(88: tie-bars)와, 리테이닝너트(90: retaining nut) 및 잼너트(92: jam nut)를 사용하여 브라켓(72)에 조절가능하게 고정된다.

지금부터, 클램핑기구(78)가 상세하게 설명된다. 공간적으로 서로 이격되어 있는 한 그룹의 삼각형 링크판(94)이 클랭핑기구(78)의 각 측면에, 도시된 바와 같이 각 측면에 하나씩, 제공된다. 각 측면의 삼각형 링크판(94)은 클램핑기구(78)의 정지부에 핀(96)으로 선회가능하게 장착된다. 한 그룹의 긴링크부재(98: elongated link members)가 자체의 일단부가 클램핑기구(78)의 이동부에 핀(100)으로 선회가능하도록 연결되고, 자체의 다른 일단부가 각각의 삼각형링크판(94)에 핀(102)으로 선회가능하도록 연결된다. 이와 유사하게, 한 그룹의 긴링크부재(104)가 자체의 일단부가 각각의 삼각형링크판(94)에 핀(106)으로 선회가능하도록 연결되고, 자체의 다른 일단부가 램(60)의 해드부(80)에 핀(108)으로 선회가능하도록 연결된다. 이와 같은 배열상태에서, 클램핑기구(78)의 이동부가 전진 또는 후진할 때, 링크부재(98)는 클램핑기구(78)의 이동부의 병진운동을 삼각형링크판(94)의 핀(96)에 대한 회전운동으로 전환하고, 동시에 링크부재(104)는 삼각형링크판(94)의 회전운동을 램(60)의 병진운동으로 전환한다. 도 5 및 도 7은 전진상태의 램(60)을 보여주며, 도 6은 후진상태의 램(60)을 보여준다. 클램핑기구(78)의 이동부의 병진운동은 램(60)에 구속되는 커플링부재(76')(도 2 참조)를 통한 섕크(58)의 병진운동으로 인해 정렬불량 상태에 놓일 수 있게 된다.

멈추개(84) 및 멈추개(86)은 몰드가 다른 물품을 위하여 변경될 때 조절될 수 있어야 한다. 클램핑기구(78) 및 램(60)은 후진상태에 위치된다. 섕크(58)는 안내부재(62)의 안내로(64a)의 일단부에 있는 마멸판(66) 사이에 위치한다. 섕크(58)는 두 개의 볼트(110)로 램(60)에 고정된다.(도 3 참조) 덮개판(도시 안됨)이 안내로들을 덮기 위하여 안내부재(62)에 조립된다. 잼너트(92)가 느슨하게 풀림에 따라, 다른 몰드부가 요구되는 위치에 몰드부(54a)를 위치시키기 위하여, 클램핑기구(78)가 타이바(88)상에서 미끄러짐으로써 서로 분리된다. 이와 같은 순서는 전진상태의 램(60)에도 동일하게 적용된다. 이어서, 잼너트(92)가 조여진다. 램 멈추개(84) 및 브라켓 멈추개 장착표면(112)(도 6 및 도7 참조)사이의 거리가 측정된다. 이와 같은 작업을 실행하기 위한 개구부(114)가 보강평판링(56)에 형성되어 있다. 브라켓 멈추개(86)가 측정된 두께에 따라 정확하게 놓여진다. 클램핑기구(78)가 후진위치까지 작동되며, 브라켓 멈추개(86)가 브라켓(72)의 멈추개 장착표면(112)에 설치된다. 마지막으로, 리테이닝너트(90) 및 잼너트(92)가 조여진다. 몰드부의 정확한 성형위치는 멈추개(86)이 조절된 이후에 보장된다. 유사한 순서가 대응하는 몰드부의 정확한 성형위치를 위하여 다른 주작용부 및 심형작용부의 멈추개들을 조절하기 위하여 적용된다.

예압상태를 위한 클램핑력은 또한 주조과정이 시작되기 전에 조절될 필요가 있다. 클램핑기구(78)가 후진에 있을 때, 리테이닝너트(90) 및 잼너트(92)가 풀려진다. 클램핑기구(78)는 수동으로 리테이닝너트(60)를 회전시킴에 의해 전진하며, 이 때 두 타이바(88)상의 리테이닝너트(90)가 모두 일정하게 회전된다. 그 다음에, 클램핑기구(78)는 접촉상태에 있는 램 멈추개(84) 및 브라켓 멈추개(86)와 함께 작동된다. 하중지시기(도시 안됨: load indicators)에 의해 지시되는 타이바(88)의 단부에 작용하는 클램핑력의 크기는 두 번의 검침값이 같다는 것을 보증하기 위하여 주의 깊게 점검된다. 두 검침값이 같지 않다면, 클램핑기구(78)는 후진위치로 복귀되어야 하며, 리테이닝너트(90)는 두 검침값이 일치될 때까지 조절되어야 한다. 이상의 순서는 요구되는 클램핑력이 얻어질 때까지 차례차례 반복된다. 마지막으로, 잼너트(92)가 멈추개(84) 및 멈추개(86)가 접촉상태에 놓이는 클램핑 위치에서 클램핑기구(78)에 조여진다. 다른 주작용부 및 두 심형작용부의 클램핑력도 유사한 방법으로 조절된다. 심형작용부에 대한 클램핑력은 일반적으로 주작용부에 대한 클램핑력보다 매우 작다.

클램핑력은 반드시 사전결정되는 최대수준을 초과함이 없는 주물지느러미에 구애받지 않는 성형을 위하여 요구되는 최소값보다 크게 조절되어야 한다.

도 8에, 다른 실시예에 따른 클램핑시스템(120)이 도시되어 있다. 클램핑시스템(120)은 상기 클램핑시스템(50)에서와 같은 동일한 원리로 작동하며, 타이바를 구비하지 않는다는 것을 제외하고는 상기 클램핑시스템(50)과 유사한 구조를 갖는다. 클램핑어셈블리(122)는 브라켓(128)에 직접적으로 장착되며, 다중 링크어셈블리 대신에 단순링크어셈블리를 사용하는 바와 같이 다르게 배열된다. 조절기구(도시 안됨)가 클램핑력을 조절하기 위하여 브라켓과 클램핑어셈블리 사이에 제공된다. 도 1에 도시된 형태와 유사하게, 베이스부재(22)를 선회가능하게 지지하기 위한 뼈대구조를 제공하는 것이 더욱 편리하다.

클램핑시스템의 구조 및 작용은상기 클램핑시스템과 유사하며, 그리고 쓸데없는 반복을 피하기 위하여 추가적으로 설명되지 않을 것이며, 단지 클램핑어셈블리만 관련되는 구성요소들과 함께 이하에서 간략하게 설명된다.

클램핑기구(124)가 브라켓(128)에 핀(126)에 의해 선회가능하게 장착된다. 긴링크부재(130)는 자체의 일단부가 섕크(134)에 핀(132)에 의해 선회가능하도록 연결되고, 다른 일단부가 클램핑기구(124)의 이동부에 핀(136)에 의해 선회가능하도록 연결된다. 긴링크부재(138)는 자체의 일단부가 링크부재(130)의 중간부분에 핀(140)에 의해 선회가능하도록 연결되고, 다른 일단부가 비교적 고정적이지만 브라켓(128)에 대하여 조절가능한 부재(도시 안됨)에 핀(142)에 의해 선회가능하도록 연결된다. 클램핑기구(124)의 이동부이 자체의 중심선을 따라 전진 또는 후진할 때, 클랭핑기구(124) 및 링크부재(130)는 모두 각각의 핀(126)(132)에 대하여 서로 반대방향으로 회전하도록 힘을 받는다. 링크부재(130)의 회전은 또한 링크부재(138)를 서로 반대방향으로 핀(142)에 대하여 회전하도록 힘을 가하여, 핀(142)이 브라켓(128)과 고정관계에 있기 때문에 섕크(134)가 자체의 중심선을 따라 병진운동하도록 힘을 받는다. 섕크(134)가 볼드부(54a)를 성형위치로 이동시킬 때 링크부재(130)의 회전을 정지시키기 위하여, 고정부재(144)가 브라켓(128)에 조절가능하게 장착된다. 나사손잡이(146: screw knob)가 브라켓(128)에 작동가능하게 고정되고 브라켓(128)에 대한 핀(142)의 위치를 조절하기에 적합하도록 되어 있어서, 클램핑력이 조절될 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같은 장치(20)의 분사시스템(28)은 개방루프 제어모드 또는 폐쇄루프 제어모드에 대하여 선택가능하도록 하는데 적합하게 된 유일한 제어시스템에 의해 제어된다. 시스템은 장치에 장착되는 몰드의 형태에 따라 하나의 모드에서 다른 모드로 전환되는데 적합하도록 되어 있다. 만약 성형될 수 있는 물품이 짧은 분사행정을 요구한다면, 폐쇄루프 제어모드는 매우 어려울 수 있고 때때로 조절이 불가능할 수 있다. 말하자면 개방루프 제어모드가 선택될 수 있는 곳이며, 그리고 매우 단순한 방법으로 분사실린더를 제어하기 위하여 조절된다. 선택은 자동이 아니다. 어떤 몰드에 대하여 사용될 제어모드를 결정하는 것은 사용자이다. 제어시스템은 또한 상기한 바와 같이 몰드클램핑시스템의 기능을 제어한다. 그러나, 본 발명의 신규한 그리고 진보적 특성은 분사과정의 제어에 관한 것이며, 상세하게는 성형되는 물품의 형태에 따른 분사제어모드의 선택에 관한 것이다. 따라서, 제어시스템의 설명은 단지 기능적 특성과 분사시스템을 위한 하드웨어에 중점을 둘 것이다. 모든 성형순서 및 분사변수가 선택되고 이어서 컴퓨터의 내장하드디스크 저장됨으로써 생산을 위하여 나중에 꺼내올 수 있도록 한다.

도 9에 도 1에 도시된 분사시스템에 대한 제어시스템의 기능을 설명하기 위한 기능제어 블럭도가 나타나 있다. 일반적으로, 폐쇄루프제어시스템은 출력값을 사용하고, 이 신호를 명령과 비교하기 위하여 피드백한다(feeds back). 폐쇄루프제어는 속도부분과 압력부분으로 구성된다. 속도부분에서 압력부분으로의 전이는 전환점이라고 불리우는 위치에 기초를 둔다.

용융금속이 몰드의 공동에 분사되고 공동이 가득 채워지지 않은 공동충전단계(cavity fill phase)가 진행되는 동안에, 분사플런저(34)의 속도가 몰드에 대한 최상의 충전특성을 제공하도록 제어된다. 세 개의 가변적인 속도형태가 블럭(200)에 나타난 바와 같이 작업자의 입력을 통해 프로그램될 수 있다. 블럭(200)의 정지명령은 폐쇄루프속도제어가 시작되기 전에 급속하게 실행되며, 이는 소프트웨어 스위치(202)를 제어하는 블럭(201)에 나타난 바와 같은 프로그램가능한 지연을 통해 달성된다. 프로그램가능한 지연(201)은 도 1의 유압실린더(32)에 공급되는 유압유체를 제어하는 카트리지 밸브의 개구부에 의한 유압시스템압력의 변화를 설명한다.

실린더의 피스톤위치(또는 분사플런저(34)의 위치)는 실린더속도를 얻기 위하여 블럭(206)에 표시되는 속도추정량에 의해 미분된다. 이렇게 얻어진 속도는 요구되는 속도와 비교되며, 오차는 제어알고리즘에 의해 최소화된다. 폐쇄루프 속도제어 알고리즘은 블럭(208)에 나타난 속도 피드포워드항(feed forward term) 및 블럭(210)(212)(214)에 나타난 바와 같이 폐쇄루프 PID항을 포함한다. 미리 구성된 밸브신호 및 대응하는 유동이득곡선(flow gain curve)에 근거한 피드포워드항(208)은 속도요구 설정점 변경(velocity demend setpoint change)에 대하여 시스템을 보상한다. 블럭(210)의 문자 P는 속도루프 비례이득(propotional gain)을 의미하며, 블럭(212)의 I는 속도루프 적분이득(integral gain), 그리고 블럭(214)의 D는 속도루프 미분이득(derivative gain)을 의미한다. 폐쇄루프 PID항은정상편차(steady state error)를 줄이기 위하여 사용되며, 시스템 과도응답(transit response)을 제어한다. "압력차(difference pressure)"블럭(216)은 분사실린더의 내경부압력과 로드압력사이의 차이를 계산한다(순압력: net pressure). 순압력은 블럭(218)에 의해 미분되고, 그 값은 서보밸브(204)에 명령을 증가시키기 위하여 가산접합블럭(242: summing junction block)에 입력된다. 이는 공동을 충전하는 동안에 금속압력의 증가에 대하여 보상한다. 이와 같은 보상이 없다면, 분사플런저가 느려지게 될 것이다.

몰드의 공동이 용융금속으로 막 가득 채워지며 융융금속의 압력이 증가하는 순간에 시작되는 압축단계(compaction phase) 동안에, 유압실린더의 분사피스톤은 압력모드에서 제어되고, 햄머효과를 크게 감소시키기 위하여 급격하게 감속된다. 이는 분사과정 지속시간을 증가시키지 않고 얻어진다. 두 개의 가변적인 압력형태가 블럭(220)에 나타난 바와 같이 프로그램될 수 있다.

두 개의 분리된 프로그램가능한 압력요구는 시간(도시 안됨)에 근거한 대응하는 전환점에 관련된다. 폐쇄루프 압력제어 알고리즘은 블럭(222)에 나타난 피드포워드항과 폐쇄루프 PID항(224)(226)(228)을 포함한다. 미리 구성된 밸브신호 및 대응하는 압력이득곡선에 근거한 피드포워드항(222)은 압력요구 설정점 변경에 대하여 시스템을 보상한다. 각각 압력루프 비례이득, 압력루프 적분이득, 압력루프 미분이득을 의미하는 폐쇄루프 PID항(224)(226)(228)은 정상편차를 감소시키기 위하여 사용되며 시스템 과도응답을 제어한다. 블럭(230)에 나타나는 유압실린더의 로드압력과 내경부압력사이의 압력차는 압력요구와 비교되기 위하여 폐쇄루프 압력제어 알고리즘에 피드백으로 사용되며, 오차는 알고리즘에 의해 최소화된다. 블럭(232)에 의해 지시되는 속도피드백은 또한 압력부분에서도 사용된다. 폐쇄루프 속도부분에서 폐쇄루프 압력부분으로의 변이는 반복가능하게, 결과적으로 최고의 품질을 얻을 수 있도록 하는 최적의 안정적인 시스템 성능을 얻기 위하여 제어된 방법으로 이루어진다. 변이는 블럭(236)에 지시된 바와 같이 속도부분에서 압력부분으로의 전환을 유발하기 위하여 블럭(234)에 나타난 위치설정점에 기초를 둔다.

속도부분 및 압력부분 모두에서, 실제로 분사플런저(34)는 요구되는 값과 실제값의 잦은 비교에 의해 실시간으로 제어되며, 유압실린더로부터의 유압유체 유출을 정확하게 제어한다.

폐쇄루프제어는 주물지느러미를 최소화하는 가운데 분사시스템의 출력으로 만들어지는 최대값의 사용을 허용한다. 이는 또한 주물지느러미를 제거하기 위한 고비용의 이차적 트리밍(trimming)작업을 없앨 수 있도록 한다. 예를 들어, 높은 분사압력 및 분사속도가 도금이 되어야 하는 물품을 형성하기 위하여 요구된다. 개방루프 제어의 경우에, 상기한 바와 같은 압력 및 속도는 압축단계 동안에 금속압력에 큰 스파이크(spike)를 야기하며, 이는 심간한 주물지느러미를 야기할 수 있다. 압력스파이크는 또한 물품의 크기 및/또는 주조될 수 있는 공동의 수를 제한하기 때문에 몰드의 사용할 수 있는 몰드의 표면적을 제한한다.

본 발명에 따른 폐쇄루프 제어시스템의 목표(set-up)는 사용자에게 도움이되는 것이다. 속도부분에서 압력부분으로의 전환점은 최초에 이론적 숏중량(shot weight)에 기초를 두며, 압축 중에 압력 및 변위의 형태를 관찰하고 몇번의시험숏(trial shot)을 실행함으로써 미세하게 조정된다. 모든 주어진 몰드에 대한 폐쇄루프 분사시스템의 모든 설정은 몰드순서(mold sequence)와 함께 다이캐스팅 장치의 제어유닛에 구비된 하드디스크에 저장될 수 있다. 최대 순압력 오차는 분사과정의 속도부분 동안에 감시되며, 제어시스템에 경고메세지를 발생시킬 수 있다. 이는 과도한 압력이 속도부분에 있는 몰드의 공동을 채우기 위하여 요구되었다는 것을 가리킨다. 이는 매우 낮은 노즐 온도 설정점에 의해 야기될 수 있다.

개방루프 제어모드에서, 실린더피스톤은 블럭(200)으로부터 서보밸브(204)로 보내지는 일정한 명령에 따라 비교적 일정하게 이동한다. 퍼센트형태의 요구속도가 PC 로부터 도 10을 참조하여 이하에 설명될 제어기로 보내지며, 그 다음에 분사하강(injection down)명령이 운동을 시작시키기 위하여 보내진다.

프로그램된 속도 PID항, 피드포워드한, 램프 및 압력루프는 사용되지 않는다. 단지 하나의 전압명령만이 서보밸브(204)에 보내진다. 개방루프 제어 또는 폐쇄루프 제어에 대한 선택은 블럭(238)(240)에 도시된 바와 같이 수동으로 실행된다.

후진속도 또한 미리 정해진 개방루프에서 실행되며, 그리고 블럭(200)에 나타난 바와 같이 작업자에 의해 입력된다. 개방루프 제어모드는 특히, 분사시스템이 반작용할 수 있도록 하며, 폐쇄루프 제어모드가 사용될 때 분사의 윤곽을 형성하는것이 가능하도록 하기 위하여 일정한 최소한의 행정을 필요로 하기 때문에, 작은 물품을 주조할 때 사용된다. 최소행정 보다 더 작은 분사행정을 요구하는 작은 물품이 장치에서 주조되어야 할 때 작업자는, 동일한 물품을 채우기 위해 더 긴 행정을 요구할 더 작은 직경의 슬리브를 설치하기 위해 거위목관에 중대한 변경의 영향이 미치도록 진행하는 대신에, 간단하게 분사시스템을 폐쇄루프 제어모드에서 개방루프 제어모드로 전환할 수 있다. 종래의 장치와 비교되는 이러한 장점은 장치가 작동중에 더욱 융통성을 갖도록 한다. 도 12에 도시한 바와 같이, 개방루프 제어모드가 작동될 때, 솔레노이드 밸브(242)는 감압밸브에 사전설정된 감소된 분사압력을 가능하게 하기 위하여 자동으로 작동된다. 솔레노이드밸브(242)는 폐쇄루프 제어모드에서 작동하지 않게되고, 유압유체는 펌프에 장착되는 펌프압력 조정기(246)에 의해 수동으로 조정되는 최대 펌프압력 상태에서 분사시스템에 공급된다. 펌프(248)는 모터(250)에 의해 구동된다. 개방루프 제어모드를 위하여 감압밸브(244)에 설정되는 감소된 분사압력은 단지 분사과정이 시작되기 이전에 만 수동으로 조절된다.

개방루프 제어모드는 또한 선형 변환기 교정(linear transducer calibration)을 위하여 사용된다. 일련의 순서가 폐쇄루프 제어모드에 프로그램된다면, 분사시스템은 선형 변환기 교정 절차가 시작될 때 개방루프 제어모드로 자동적으로 변경된다. 이는 분사실린더를 이동시키기 위하여 일반적으로 요구되는 특별한 전압발생기의 사용을 요구함 없이 작업자에 의해 용이한 교정이 가능하도록 한다.

개방루프 제어모드는 수동모드로 사용될 수 있다. 일련의 순서가 폐쇄루프 제어모드에서 프로그램되었다면, 부사시스템은 시스템에서 수동모드창이 작동할 때 개방루프 제어모드로 자동으로 변환된다. 이는 알려진 개방루프 명령에 따르는 분사실린더의 이동을 허용한다. 수동모드에서, 폐쇄루프 제어모드는 물리학적상태의 분사와 실제생산에서의 분사와 서로 다를 수 있기 때문에 사용되지 않는다. 개방루프 명령은 폐쇄루프에서는 없는 경우에 해당하는 것으로, 안전하고 알려진 명령이 밸브에 지속적으로 적용되는 것을 보장한다. 이러한 특징은 전체저긴 장치 및 분사시스템의 작동에 안전성을 제공한다.

도 10은 분사기(250), 프로그램가능한 서보 제어기(PSC)카드인 제어기(252), 산업용 PC(254) 및 자체에 부착되는 사용자 인터페이스 장치(256)를 포함하는 제어시시템의 주요구성요소를 도시한다.

산업용 PC(254)는 인터페이스 (258)에 의해 제어기(252)에 연결되며, 입출력장치(260)을 통해 분사기(250)에 연결된다. 산업용 PC(254)의 우선적과제는, 장치(250)를 제어하기 위하여 사용되는 모든 시스템 매개변수를 얻고 보기 위하여, 키보드 및 비디오 모니터가 되는 사용자 인터페이스(256)을 통해 사용자와 상호작용하는 것이다. 산업용 PC(254)의 메모리를 구동하는 두 개의 소프트웨어 구성요소가 있다. 첫째는 사용자가 장치를 제어하는 매개변수를 조절하는 것을 허용하는 비쥬얼 베이직ⓒ(Visual Basicⓒ)이다. 폐쇄 및 개방 순서와 같은 성형 순서와 시점(timing), 속도와 압력과 같은 분사 매개변수, 윤활시스템(greasing system)과 종료 등과 같은 일반적인 장치 매개변수를 포함하는 세 종류의 매개변수가 있다. 이와 같은 매개변수는, 비쥬얼 Cⓒ(Visual Cⓒ)로 쓰여진 실시간 동적연결라이브러리(DLL: dynamic link library)가 되는, 두번째 소프트웨어 구성요소에 기록된다. 이 소프트웨어가 실제로 장치를 구동하고, 또한 시간에 의존한다. 단위시간당 구체적인 수의 발생(event)이 있다는 것이 의미하는 것은 시스템이 중지하도록 구동된다. 이러한 경우에, 발생주파수는 1㎑이다. 실시간 DDL은 또한 블럭(250)에 나타나는 장치센서로부터 수집되고 계산된 데이타를 되돌려준다. 산업용 PC(254)로부터 보내지는 분사 매개변수는 다른 경로를 따른다. 이들은 PSC제어카드와 같은 제어기(252)에 보내진다. 데이타는 산업용 PC(254)와 제어기(252)사이에서 RS232/RS-485 인터페이스와 같은 직렬 인터페이스(258)에 의해 교환된다. 데이타는 두 경로 모두에 전파되어 산업용 PC(254)는 항상 제어기의 상태를 알고 있게 된다. 제어기(252)는 분사시스템을 관리하기 위하여 구체적인 역할을 갖는다. 제어기(252)는 개방루프이든지 또는 폐쇄루프이든지 그리고 매우 정확한 방법으로 도 1의 유압실린더(32)의 제어를 가능하게 한다. 제어기(252)는 실린더(32)의 피스톤위치에 대한 피드백을 주기 위한 위치변환기(262), 그리고 유압실린더(32)의 내경부 및 로드 양측으로부터 압력을 제공하기 위한 내경부변환기(264) 및 로드변환기(266)를 포함하는 도 11에 도시한 바와 같은 세 개의 센서를 사용하여, 도 9에 나타난 고속응답시간 서보밸브(204)를 제어한다.

블럭(250)에 나타난 바와 같은 특별한 분사 매니폴드가, 도 9에 도시된 유압제어기능을 달성할 수 있도록 하는 유압실린더 및 다른 유압기기들에 유압유체를 공급하는 유압회로를 제공하기 위하여 제어시스템에 포함된다.

도 9의 고속응답 서보밸브(204)는 도 10의 블럭(250)에 포함된다. 서보밸브는 일반적으로 주 스테이지 스풀(main stage spool), 위치변환기, 파일럿(pilot)밸브를 포함한다. 서보밸브를 위한 위치제어루프는 일체화된 전자공학적 기술에 의해둘러쌓인다. 유량설정점과 같은 전자적 명령신호는 파일럿밸브의 코일에 전류를 제공하는 밸브 내부의 일체화된 위치제어기에 적용된다. 위치변환기는 주 스테이지 스풀의 위치를 측정하고, 측정된 신호는 검파되고(demodulate) 명령신호와 비교되는 밸브의 제어기에 피드백된다. 제어기는 명령신호와 피드백신호 사이의 오차가 0이 될 때까지 파일럿밸브를 구동한다. 따라서, 주 스테이지 스풀의 위치가 전기적 명령신호에 비례한다. 서보밸브는 또한 잠재적인 손상을 피하기 위하여 안전한 계량스풀위치(metering spool position)을 제공하기 위한 이중안전(fail-safe)밸브와 함께 제공된다.

서보밸브의 특별한 구조는 본 발명의 진보적 특징의 부분이 아니며, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같은 제어기능을 위한 요구조건 및 상기한 바와 같은 밸브의 일반적인 특성을 구비한다면 모든 형태의 서보밸브가 적당할 것이다.

본 발명은 여기에 설명되고 보여지는 설명에 한정되지 아니하는 것으로서, 상기 설명은 단지 본 발명을 수행하는데 대하여 설명적으로 최선의 모드라고 생각되는 것이며, 그리고, 형태, 크기, 부분들의 배열 및 상세한 형상에 대하여 개조 가능한 것임을 알아야 할 것이다.

본 발명은 첨부 특허청구범위에 의해 나타나는 발명의 사상 및 영역으ㅗ부터 벗어나지 않는 한도내의 다양한 개조를 수정을 포함한다는 것을 알아야 할 것이다.

Claims (27)

1. 베이스와, 베이스에 장착되는 두개의 서로 마주보는 단부와 측벽을 가지는 적어도 한 개의 안내로와, 슬라이드 몰드부를 서로 접근하는 방향과 서로 멀어지는 방향으로 전진 및 후진시키기 위하여 안내로의 각 단부 내에서 안내되는 적어도 두 개의 클램핑 어셈블리, 및 예압상태 하에서 슬라이드 몰드부가 서로 구속상태에 놓이는 성형위치에 슬라이드 몰드부가 있을 때 슬라이드 몰드부 사이의 공동속으로 가압된 주물재료를 도입하기 위한 분사시스템을 포함하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치에 있어서:

   각 클램핑 어셈블리를 작동가능하게 고정하기 위하여 상기 베이스 위에 지지되는 적어도 두 개의 브라켓과,

   예압상태를 유지하기 위해 상기 클램핑 어셈블리에 의해 발생되는 힘에 의해 야기되는 상기 브라켓 및 상기 베이스의 비뚤어짐을 억제하기 위하여 상기 브라켓을 상호연결하기 위한 보강수단을 포함하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 베이스는 각 브라켓의 제1측을 지지하는 베이스판을 포함하며, 상기 보강수단은 각 브라켓의 제2측에 연결하기 위한 상기 베이스판에서 이격된 위치에 위치하는 보강부재이며 각 클램핑 어셈블리가 상기 베이스판과 상기 보강부재 사이에작동가능하게 고정되도록 하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 보강부재는 상기 베이스판과 평행한 평판링인 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 클램핑 어셈블리 각각은 클램핑기구 및 섕크를 포함하고, 상기 섕크는 안내로의 단부 중 하나에서 미끄러질 수 있으며, 제1단부가 하나의 슬라이드 몰드부에 연결되고 그리고 제2단부가 상기 클램핑기구에 커플링되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 섕크는 커플링기구와 램을 통해 상기 클램핑기구에 커플링되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
6. 제 5항에 있어서,

   각각 한 쌍의 멈추개가 슬라이드 몰드부의 정확한 성형위치를 확보하고, 상기 클램핑 어셈블리의 예압을 달성하기 위하여 클램핑력의 실질적인 부분이 상기 브라켓에 적용되도록 하기 위하여 각각의 상기 브라켓 및 각각의 상기 램 사이에 구비되는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 클램핑기구 각각은 미리 결정된 예압상태를 유지하기 위해 클램핑 어셈블리에 필요한 압력을 확보하기 위하여 대응하는 하나의 상기 브라켓에 조절가능하게 고정되는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 분사시스템은 유압실린더에 의해 전진 및 후진이 가능하도록 한 분사플런저와, 분사플런저의 속도가 미리 정해진 형태를 따르는 속도부분에서 분사플런저에 적용되는 순유압력(net hydraulic pressure)이 제어되는 압력부분으로 분사과정 중에 유압실린더의 작동을 제어하기 위해 선택적인 사용을 위한 폐쇄루프 제어모드를 갖는 제어시스템을 포함하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 제어시스템은 유압실린더에 공급되는 유압유체의 유량 및 사전설정된 압력으로 유압실린더의 작동을 제어하기 위하여 선택적인 사용을 위한 개방루프 제어모드를 더 갖는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 제어시스템은 개방루프 제어모드가 선택되는 경우에 한하여 감압밸브에 사전설정된 압력을 설정하는 것이 가능하도록 자동적으로 작동되는 제어모드 선택밸브를 포함하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 제어시스템은 분사플런저의 사전설정된 위치를 감지하고 속도부분에서 압력부분으로 변이를 시작하기 위한 신호를 발생시키기 위한 적어도 하나의 위치변환기를 포함하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
12. 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치에 있어서:

    베이스판;

    서로 수직으로 배치되어 교차하며, 각각 측벽과 두 개의 서로 마주보는 단부를 구비하는, 두 안내로를 구획하는 안내부재;

    안내로의 중심을 향하는 방향 및 중심에서 멀어지는 방향으로 슬라이드 몰드부를 전진 및 후진시키기 위하여 각 안내로의 각 단부 내에서 안내되는 각각의 클램핑 어셈블리;

    슬라이드 몰드부가 예압상태에서 서로 구속되는 성형위치에 있을 때, 슬라이드 몰드부 사이의 공동속으로 가압된 주물재료를 도입하는 분사시스템;

    각각 상기 베이스판에 고정되는 제1표면 및 상기 베이스판으로부터 이격된 제2표면을 포함하여, 제1표면과 제2표면 사이에 상기 각 클램핑 어셈블리를 작동가능하게 고정하는 각각의 브라켓; 및

    상기 브라켓의 상기 제2표면을 상호연결하는 상호연결수단으로서, 각 클램핑 어셈블리가 상기 베이스판과 상기 상호연결수단 사이에 작동가능하게 고정되고, 예압상태를 유지하기 위하여 상기 클램핑 어셈블리에 의해 발생되는 힘에 의해 야기되는 상기 베이스판 및 상기 클램핑 어셈블리의 비뚤어짐이 억제되도록 하는 상기 상호연결수단;을 포함하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 상호연결수단은 평평한 상호연결링인 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 클램핑 어셈블리 각각은 서로마주보는 단부를 갖는 섕크 및 클램핑기구 를 포함하고, 상기 섕크는 안내로의 단부 중 하나의 측벽사이에서 미끄러질 수 있으며, 그 제1단부가 하나의 슬라이드 몰드부에 연결되고 그 제2단부가 상기 클램핑기구에 결합되는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 섕크는 커플링과 램을 통해 상기 클램핑기구에 커플링되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
16. 제 15항에 있어서,

    상기 커플링은 클램핑기구의 병진운동을 상기 섕크의 병진운동으로 전달하고, 상기 클램핑기구와 상기 섕크 사이에서의 정렬불량을 보상하기에 적합하도록 선회가능한 커플링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
17. 제 15항에 있어서,

    각각 한 쌍의 멈추개가 슬라이드 몰드부의 정확한 성형위치를 확보하고, 상기 클램핑 어셈블리의 예압을 달성하기 위하여 대부분의 클램핑력이 상기 브라켓에 적용되도록 하기 위하여 각각의 브라켓 및 각각의 램 사이에 구비되는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
18. 제 13항에 있어서,

    상기 클램핑기구 각각은 미리 결정된 예압상태를 유지하기 위해 클램핑 어셈블리에 의해 발생되는 요구되는 압력을 확보하기 위하여 상기 브라켓의 대응하는 하나에 조절가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치.
19. 다수의 슬라이드 몰드부 사이의 공동속으로 가압된 주물재료를 도입하기에 적합하도록 한 분사플런저를 전진 및 후진시키기 위한 유압실린더를 갖는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치의 분사시스템용 제어시스템에 있어서,

    분사플런저의 위치를 감지하기 위한 수단으로서, 분사플런저의 속도가 미리 정해진 형태를 따르는 속도부분에서 분사플런저에 적용하는 순유압력이 제어되는압력부분으로 유압실린더 제어매개변수가 변경되어야 하는 미리 결정된 분사플런저의 위치를 감지하기 위한 적어도 하나의 위치변환기를 포함하는, 상기 분사플런저의 위치를 감지하는 수단;

    유압실린더에 공급되는 유압유체의 유량을 제어하기 위한 서보밸브; 및

    폐쇄루프모드 및 개방루프모드에서 서보밸브를 통해 유압실린더를 선택적으로 제어하기에 적합하게 된 제어기로서, 폐쇄루프모드에서는 분사플런저의 위치를 감지하기 위한 수단으로부터 신호를 받아서, 미리 정해진 속도형태에 따라 명령신호를 전송하여 속도부분에서 서보밸브를 이에 따라 작동하게 하거나, 미리 정해진 압력형태에 따라 명령신호를 전송하여 압력부분에서 서보밸브를 이에 따라 작동하도록 하며, 개방루프모드에서는 분사플런저에 요구되는 일정한 속도를 위하여 서보밸브에 미리 선택된 유량을 설정하기 위해 일정한 명령신호를 전송하는 상기 제어기;를 포함하는 분사시스템용 제어시스템.
20. 제 19항에 있어서,

    감압밸브에 선택된 감소된 압력 밸브 사전설정이 가능하도록 개방루프 모드가 선택되는 경우에 한하여 작동되도록 적합하게 된 제어모드 선택밸브를 더 포함하는 분사시스템용 제어시스템.
21. 제 20항에 있어서,

    폐쇄루프모드에서 사용되는 속도 및 압력형태를 프로그래밍하고, 개방루프모드에서 분사플런저의 요구되는 속도를 선택하기 위한 마이크로프로세서 및 사용자 인터페이스를 더 포함하는 분사시스템용 제어시스템.
22. 제 21항에 있어서,

    분사플런저에 적용되는 압력을 검출하고 검출된 신호를 제어기에 전달하는 수단을 더 포함하고, 여기서 위치감지수단에 의해 감지되는 상기 분사플런저의 위치는 분사플런저의 속도를 얻기 위하여 미분되어 제어기가 실시간제어를 달성하기 위하여 분사플런저의 압력 및 속도의 요구되는 값과 실제값을 비교할 수 있도록 하는 분사시스템용 제어시스템.
23. 예압상태 및 닫힌 위치에서 다수의 클램핑 어셈블리에 의해 클램핑되는 슬라이드 몰드부 사이의 공동속으로 가압된 주물재료를 도입하기에 적합하게 된 분사플런저를 전진 및 후진시키기 위한 유압실린더를 포함하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치의 분사시스템을 작동하기 위한 방법에 있어서:

    물품을 주조하기 위하여 정상적인 분사행정이 필요할 때, 상기 분사플런저는 속도부분에서 미리 정해진 속도 형태에 따라 전진되고, 압력부분에서 분사플런저에적용되는 순유압력이 제어되며, 속도부분에서 압력부분으로의 변이는 미리 정해진 위치설정점에 기초를 두는 폐쇄루프 제어모드에서 슬라이드 몰드부 사이의 공동속으로 주물재료를 도입하기 위하여 분사플런저를 전진시키는 단계; 및

    작은 크기의 물품을 주조하기 위하여 짧은 분사행정이 필요할 때, 상기 분사플런저는 감소된 압력제한과 함께 실질적으로 일정한 속도로 전진되고, 상기 속도 및 압력은 모두 주조과정이 시작되기 전에 설정되는 개방루프 제어모드에서 슬라이드 몰드부 사이의 공동속으로 주물재료를 도입하기 위하여 분사플런저를 전진시키는 단계;를 포함하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치의 분사시스템을 작동하기 위한 방법.
24. 제 23항에 있어서,

    상기 위치설정점은 속도부분에서 압력부분으로의 변이가 슬라이드 몰드부 사이의 공동 및 러너시스템이 완전히 채워지고 분사플런저가 정지하기 바로 전에 발생하도록 하기 위하여 선택되는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치의 분사시스템을 작동하기 위한 방법.
25. 제 24항에 있어서,

    분사플런저의 위치를 감지하기 위한 위치감지수단 사용하는 단계, 및

    미리 정해진 속도 및 압력형태에 따라 유압실린더에 공급되는 유압유체의 유량을 위해 작동되는 서보밸브를 제어하기 위하여 대응하는 신호를 제어기에 보내는 단계를 더 포함하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치의 분사시스템을 작동하기 위한 방법.
26. 제 25항에 있어서,

    개방루프 제어모드에서 감소된 압력 제한은 감압밸브에 감소된 압력 제한 사전설정이 가능하도록 솔레노이드 밸브를 활성화시키기 위하여 제어기를 사용함으로써 달성되는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치의 분사시스템을 작동하기 위한 방법.
27. 제 25항에 있어서,

    개방루프 제어모드에서 위치감지수단을 교정하는 단계를 더 포함하는 다중 슬라이드형 다이캐스팅 장치의 분사시스템을 작동하기 위한 방법.