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서보모터를 이용한 유압 하이브리드식 사출성형기의 공정시간 및 절전효과에 관한 연구
A Study on Cycle Time and Power Saving Effect of a Hydraulic Hybrid Injection Molding Machine using a Servo Motor 원문보기

드라이브ㆍ컨트롤 = Journal of drive and control, v.17 no.3, 2020년, pp.15 - 25  

윤홍식 (Department of Mechanical System Engineering, Kumoh National Institute of Technology) ,  김성동 (Department of Mechanical System Engineering, Kumoh National Institute of Technology)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The cycle time and power saving effect of a hydraulic hybrid injection molding machine using a servo motor are considered in this paper. In order to verify control characteristics, such as pressure and speed, experiments were performed with the hydraulic hybrid injection molding machine, clamping fo...

주제어

#사출성형기   #유압 하이브리드   #소비전력   #공정시간   #절전효과   #서보모터  

표/그림 (23)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 유압 하이브리드 시스템의 특성을 알아보기 위하여 이전에 유압식을 개조하여 하나의 서보모터와 펌프로 구성된 형체력 110 ton인 유압 하이브리드식 사출성형기에 대해 실험을 수행하고, 산업현장에서 제품을 생산하는 조건에서 유압식과 유압 하이브리드식의 공정시간(cycle time)과 소비전력을 비교, 분석하기 위해 형체력 1300 ton인 유압식 사출성형기를 유압 하이브리드식으로 개조하여 실험을 수행한다. 또한 금형이 닫힌 후에 높은 압력으로 증압하여 금형을 밀착(mold clamping)시켜 형체력을 형성하는데 사용되는 증압용 펌프의 용적량 변화가 공정시간과 소비전력에 어떠한 영향을 미치는지 실험하여, 유압식을 유압 하이브리드 시스템으로 개조함에 있어서 공정시간의 변화와 절전효과(power saving effect)를 검증하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
사출성형기는 무엇인가? 사출성형기는 플라스틱 재료에 열과 압력을 가하여 이것을 용해시켜(가소화), 적당한 유동상태로 만든 것을 높은 압력(사출압력)으로 폐쇄된 금형 내에 고속으로 유입시킨 후, 충분하게 고화시켜서 원하는 성형품을 만드는 기계이다. 일반적인 사출성형기의 1 사이클 동작은 형체실린더에 의해 금형을 닫고 고압으로 금형을 밀착시키는 형폐(close), 사출실린더로 스크류를 전진시켜 용융재료를 금형 내에 주입하는 사출(inject), 사출이 완료된 후에 압력을 가하면서 일정시간 유지하는 보압(hold), 유압모터로 스크류를 회전시켜 재료를 용융시키고 계량하는 계량(charge), 금형내의 재료를 냉각시켜 고형화하는 냉각(cooling), 형체실린더에 의해 금형을 개방하는 형개(open), 취출실린더에 의해 제품을 취출시키는 취출(eject)의 순서로 진행된다.
사출성형기는 구동방식에 따라 어떻게 구분되는가? 사출성형기는 구동 방식에 따라 유압식, 전동식, 유압 하이브리드식으로 구분된다. 유압식은 가장 일반적인 방식으로써 전동기로 유압펌프를 회전시켜 발생한 유압에너지로 액추에이터를 구동하여 출력을 부하에 전달하는 것으로, 유도전동기를 사용하는 경우에 유압펌프는 항상 일정량의 유량을 토출하게 되며, 액추에이터가 일을 하지 않는 경우에도 유압에너지는 모두 릴리프 밸브를 통해 유압탱크로 돌아가므로 에너지 손실이 매우 크고 유온이 상승하여 냉각 장치의 용량이 커지게 된다.
유압 하이브리드식 사출성형기는 어떤 특징을 가지는가? 유압 하이브리드식은 하이브리드라는 용어 외에도 절전형, 회전수제어, ES(Energy Saving) 사출성형기로 통용되고 있다. 유압펌프를 이용하여 액추에이터를 구동하는 방식은 유압식과 동일하나 서보모터로 유압펌프를 구동시켜 서보모터의 회전속도 변화에 의해 압력과 유량을 제어하여 에너지 효율을 높인 것으로, 유압식과 전동식의 장점인 고출력, 고응답, 고효율, 저소음 특성을 모두 가지면서 비용은 유압식과 전동식의 중간 정도이다.3)
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참고문헌 (12)

  1. Korea Plastic Moulding Information Center, "Easy to Know Plastic Injection Molding Machine", pp.9-12, 2002. 

  2. S. H. Park, M. G. Park and Y. W. Joung, "Practical Application Example of an Electro Hydrostatic Actuator (Development of 3000 ton Injection Molding Machine)", Journal of Drive and Control, Vol.9, No.3, pp.56-66, 2012. 

  3. Y. S. Kim, "A Study on the Development History and Future Development Direction of Injection Molding Machine", Master's Thesis, Seoul National University of Science and Technology, 2015. 

  4. H. S. Jeong and S. W. Jeong, "Comparison of a Electric Motor Speed Control Characteristics for a Hydraulic Control System", Proceedings of the KFPS 2009 Autumn Conference, pp.79-84, 2009. 

  5. H. S. Jeong and S. W. Jeong, "Comparative Characteristic Analysis of a Hydraulic Control System Using a Speed Controlled Hydraulic Pump", Transactions of The Korea Fluid Power Systems Society, Vol.7, No.3, pp.13-19, 2010. 

  6. Y. S. Yoon et al., "A Study on Energy Saving of the Hybrid Excavator System", Proceedings of the KFPS 2008 Autumn Conference, pp.69-75, 2008. 

  7. J. I. Yoon, "A Study on Energy Saving and Regeneration of Electric Excavator Boom System Using Electro-Hydraulic Actuators", Doctoral Dissertation, University of Ulsan, 2012. 

  8. J.-H. Kim and Y.-S. Hong, "Robust Internalloop Compensation of Pump Velocity Controller for Precise Force Control of an Electro-hydrostatic Actuator", Journal of Drive and Control, Vol.15, No.4, pp.55-60, 2018. 

  9. J.-H. Kim and Y.-S. Hong, "Investigation of System Efficiency of an Electro-hydrostatic Actuator with an External Gear Pump", Journal of Drive and Control, Vol.16, No.2, pp.15-21, 2019. 

  10. S. H. Park, "Characteristics of an Electro Hydrostatic Actuator and Application Fields", Transactions of the Korea Fluid Power Systems Society, Vol.6, No.1, pp.2-10, 2009. 

  11. Tokimec Korea Power Control Co., Ltd., http://www.tokimec.co.kr 

  12. Dongshin EN-Tech Co., Ltd., http://www.hybridtech.co.kr 

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