MACO CONTROLLER 에 의한 기계 개조

 

1. 목적

기존에 사용하고 있던 OPEN-LOOP 사출 성형기를 개조하여 온도, 사출속도, 압력, 보압, 배압 등을

CLOSED-LOOP (PID)제어 가 될 수 있도록 개조합니다.

기존 사출기를 CLOSED-LOOP 제어가 가능하도록 하기 위해서는 기존에 사용하던 CONTROLLER를

MACO System으로 교체, 최신의 기능 및 성능을 적용하여 적은 투자로 최대의 효과를 거둘 수 있는 방법입니다.

2. 장점

(1) 기계적 호환성

MACO CONTROLLER 는 직압식, 토글식, 수직형 혹은 수평형 등 어떠한 사출기에도 적용 가능하며

기존에 사용하던 기계의 CONTROLLER 의 종류와는 관계가 없습니다. 또한 기존에 부착되어 있던

대부분의 부품은 대개 그대로 사용하며 약간의 전기회로, 유압회로 변경과 FEED BACK

적합한 센서류의 부착만으로 개조가 가능합니다.

단, 각 기계의 상태에 따라 개조의 범위가 달라지게 되는 바 즉, 유압 라인의 구조나 사용된

비례밸브의 종류에 따라 기존의 부품을 그대로 사용 가능할 경우와 그렇지 못한 경우가

생겨나게 됩니다.

 

(2) 제어적으로 (CLOSED-LOOP 제어)

일반적으로 구형 기계에 부착되어 있는 CONTROLLER 는CLOSED-LOOP 제어가 되지 않는 경우가 많습니다.

OPEN LOPP 제어 기계를 사용하시면 CONTROLLER 는 그저 일방적으로 SIGNAL 을 내어줄 뿐 실제 값들을

확인하여 보정해주는 회로가 없으므로 필연적으로 발생 할 수 밖에 없는 ERROR 즉, 설정값과

실제값의 차이가 발생하였을 때 대처 능력이 없습니다.

따라서 외부조건의 변화가 발생할 경우 생산제품의 정도에 영향을 미쳐서 한번 설정해서 조건을

완벽히 잡았다고 하더라도 심한 오차가 발생하게 됩니다.

이러한 외부조건의 변화에 의해 발생되는 오차들은 FEED-BACK 에 의한 CLOSED-LOOP 제어로

자체보상이 가능하게 되어 설정된 값에 대해 제어가 일정하게 되어 정밀한 제품의 생산

대단히 유리하게 됩니다.

(3) CONTROLLER 적으로

① SCREEN에 의한 제어

기존의 HARD WIRED된 위치 감지용 리미트 스위치를 LINEAR POTENTIO METER로 교체하고 사출부와

형체부의 유압 실린더 내에 압력센서를 설치하여 압력을 직접 읽어 모든 데이터의 입력과 제어 그리고 제반

감시 기능들이 터치 화면에서 이루어지게 되므로 기계의 조작을 한눈에 보면서 하게 되므로 사용이

매우 편리 합니다.

 

② 데이터 저장기능

금형 조건을 내장 SD메모리(2G)에 저장할 수 있으며 , 약999의 금형 자료 저장이 가능합니다.

또한 외장형 USB MEMORY 장치도 사용 가능하며, 추후 간단히 저장시켜두었던 금형 자료를 불어오는 것만으로

기계조건 재설정이 가능하므로 시간을 매우 단축시킬 수 있습니다.

이러한 데이터 저장기능은 엄밀한 의미로 OPEN LOOP 사출기에서는 설정 값에 대하여 실제 값이 수시로

바뀌게 되므로 큰 효용 가치가 없습니다.

CLOSED-LOOP 사출기는 자체 보상 기능으로 제어가 일정하게 되므로 실질적으로 대단히 유용하게 이 기능을

사용할 수 있습니다.

 

③ 온도제어

MACO는 PID CLOSED-LOOP 제어되는 온도 제어 카드를 내장하고 있으므로 기존에 별도로 설치되어 있던

온도 CONTROLLER 는 필요 없게 됩니다. 제어할 수 있는 온도 ZONE 은 기본사양으로 8개이며 OPTION 사양으로

32개를 추가할 수 있으므로 실린더 ZONE 과 오일의 온도 혹은 HOT RUNNER 의 온도제어에 나누어

사용할 수 있습니다.

이러한 온도 ZONE 에 대한 온도 셋팅 은 모두 화면에서 설정 가능하며 실제 값과 PID 출력%,

히터의 ON/OFF 상태 표시, 경보 기능으로서 상 하한 온도 설정에 의한 방법, ± 편차에 의한 경보 방법,

히터의 단선과 T/C 의 단선 등을 감지하여 경보를 내어주는 기능들이 모두 화면에서 나타납니다.

 

④ 일체형 조작버튼

수동 조작버튼, 커서키, 숫자버튼, 메뉴 선택버튼, 데어터 저장 카트리지 등이 모두 작업자 판넬에서

이루어지므로 사용이 매우 간단합니다.

 

⑤ REAL TIME CLOCK

사용하고 있는 현재의 시간을 계산해주는 시계와 시간을 유지해 줄 수 있는 전지가 내장되어 있으므로 현재의

작업시간 표시는 물론 일일, 주간 예열 설정 기능을 사용할 수 있습니다.

 

⑥ 자체 진단기능

자체 진단기능이 있으므로 기계의 주요 고장 원인을 매우 신속히 찾아낼 수 있습니다.

 

⑦ 선 그래프의 화면 표시

화면에 매 싸이클마다 사출부의 속도와 압력에 대한 셋팅값, 실제값, PID OUTPUT 등 사출기에서 감지 가능한

15개이상의 PARAMETER 들 중에서 사용자가 선택하여 4개를 화면에 표시할 수 있는 기능이 있으므로 실제

기계의 움직임에 대한 상태를 눈으로 보면서 조건 설정이 가능하므로 매우 편리하게 사용할 수 있습니다.

 

SPC 기능 (STATISTICAL PROCESS CONTROL - 통계 처리기능)

선택사양으로 통계 처리기능을 사용할 수 있는데 기계에서 읽어 들일 수 있는 여러가지 값들

즉, 시간, 위치, 압력, 속도 등의 품질 관리나 공정 제어에 있어 유용하게 사용할 수 있는 여러 값들 중

몇 가지를 사용자가 선택하여 그 값들의 평균, 평균의 평균, 표준편차, Cp, Cpk값, 산포도 등을

구할 수 있습니다. 또한 표준편차 등의 상한, 하한 값 설정에 의하여 경보를 만들어 줄 수도 있으므로

불량품의 관리에도 유용하게 사용할 수 있습니다.

이러한 통계 처리에서 얻어진 유용한 값들은 추후 CIM 을 구축할 경우 더욱 유용하게 사용할 수 있습니다.

(최대 샘플 2500개 기록,저항)

⑨ 화면 편집기능 및 한글화면

MACO 는 화면 편집을 화면 편집기에 의해 일반 PC 에서 자유롭게 사용자가 원하는 형태로 화면을 구성할 수

있습니다. 또한 미려한 글자체로 한글화면을 이미 개발 하였으므로 일반 작업자들이 사용하기에 편합니다.

 

⑩ CONTROL BOX 내의 결선의 단순화

기존의 구형 CONTROLLER 를 제거하고 최신의 MICRO-PROCESSOR 가 내장된 매우 집적된 형태의 CONTROLLER 를

사용하게 됨에 따라 CONTROL Box 내의 복잡하게 연결되어 있던 HARD WIRE 들을 단순하게 줄일 수 있으므로

추후 관리 측면은 물론 정비나 고장 발생 빈도 측면에서도 유용합니다.

 

(4) CIM (COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING)

CIM 은 사용하고 여러 사출기들로부터 기계로부터 읽어낼 수 있는 값들을 중앙컴퓨터에 연결하여 종합 관리

할 수 있는 것으로 생산관리, 품질관리, 공정관리 등에 이용할 수 있는 종합 시스템입니다.

따라서 CIM 을 구축하기 위해서는 기계적으로 완전한 CLOSED-LOOP가 이루어져서 정밀하게

제어 되어진 제반 값들 즉, 사이클 타임, 각 제어부의 위치, 압력, 속도, 기계의 가동상태 등을 읽어

들일 수 있어야 합니다.

그러나 현재 사용하는 기계들이 단순 OPEN-LOOP 기계이거나 기종이 서로 다를 경우 CIM의 구축은

기술적으로 어렵거나 혹은 가능하더라도 의미가 없을 수 있습니다.

따라서 추후 MACO 로 개조작업을 해 나가게 되면 동일한 종류의 기계 SIGNAL 을 읽어 들일 수 있을 뿐만

아니라 CLOSED-LOOP 에 의해 제어되어진 속도, 압력과 위치 등을 읽어 들여 종합적인 관리에 필요한

데이터들을 중앙컴퓨터에서 처리 할 수 있으므로 CIM 의 구축이 용이합니다.

3. 개조방법

(1) CONTROLLER

기존에 사용하고 있던 어떤 방식의 CONTROLLER 도 MACO 로 교체가 가능합니다. 단지 사용되고 있던 유압 및

전자 회로의 종류에 따라 유압 라인과 전자 회로의 변경이 필요할 수도 있습니다.

예를 들면 MACO 는 모든 사출기의 조건들을 화면에서 입력하도록 되어 있으므로 기존에 사용하던

유압밸브나 각종 센서들이 수동으로 조작하도록 되어 있다면 모든 입력 값들이 화면에서 이루어질 수 있는

TYPE 의 부품들로 바꾸어 주어야 하며 아울러 PID CLOSED-LOOP 를 위해서는 속도와 압력의 실제 값을

읽어 들여야 하므로 그에 맞는 적잘한 센서류를 부착하여야 합니다.

기존에 부착되어 있던 CONTROLLER 를 제거하고 MACO 를 부착하기 위해서는 전면적으로 전선연결을 새로이

해 주어야하며 새로 부착될 각종 센서류와의 INTERFACE 도 구축해 주어야 합니다.

PID 온도 제어카드나 각종 수동 조작을 위한 스위치들은 MACO CONTROLLER 에 부착되어 있으므로

이러한 것들은 모두 제거할 수 있습니다.

(2) 각종 센서류

MACO 에서 사용할 수 있는 센서류의 종류는 첨부한 사양의 범위 내에서 사용이 가능합니다.

따라서 기존에 사용하던 센서류가 호환성이 있으면 그대로 사용이 가능하나 만약 그렇지 않은 경우

필요한 센서류는 폐사가 추천하는 사양으로 사용하시면 됩니다.

PID CLOSED-LOOP 제어를 위해 필수적으로 필요한 센서류

(3) 유압 라인

일반적으로 유압 VALVE 류는 기존에 부착되어 있는 것을 그대로 사용하는 것을 원칙으로 하되 전자 비례 밸브는

폐사의 ENGINEER 가 사전에 사용 가능 여부를 확인하여 견적에 반영합니다. 속도나 압력을 수동으로 조작하도록

되어 있는 VALVE 가 부착되어 있는 경우 비례 밸브를 새로 붙여 모든 입력이 작업자화면에서 이루어질 수 있도록

해 주어야하며 유압 라인의 구조도 그에 따라 바꾸어 주어야 합니다.

(4) 각종 VALVE DRIVER

MACO 와 호환성이 있는 VALVE DRIVER 를 선택하여 교체합니다.

(5) COMMISSIONING 및 기계 보정

기계의 CONTROLLER 를 새로이 부착할 경우 그 기계의 상태에 맞도록 제반 고유 값들을 새로이 보정 해주어야 합니다.

일반적으로 새 시계를 구입할 때는 기계가 공장에서 충고될 때 그 기계가 가지고 있는 제반 값들에 대한

최소값과 최대값을 CONTROLLER 에서 나오는 SIGNAL 값 과 VALVE DRIVER, 기타 각종 센서들을

교체하게 되기 떄문에 이러한 기계적 움직임과 CONTROLLER 에서 나오는 SIGNAL 값과의 영점과 최대값에 대한

조정 (CALIBRATION & TUNNING) 을 필요로 합니다.

이 경우 고도로 경험 많은 숙련된 폐사의 ENGINEER 가 장시간에 걸처 기계의 움직임을 관찰하면서 제반 값들을

조정해야 하는 가장 어려운 작업으로 이 RETROFIT 작업에서 최대의 기술이라고 할 수 있습니다.

(6) 교육

MACO 는 최신의 디자인과 기능을 가지고 있는바, 일반 타 기계들이 갖고 있는 사출성형에 있어서 필요한

필수적인 기능들도 포함하고 있지만 그 이외에 타 기계에는 없는 다양한 기능들도 많이 가지고 있습니다.

또한 화면을 보면서 성형하고자 하는 제반 조건들을 입력하며 압력, 속도, 시간, 온도, 위치 등 기계에서

읽어 들일 수 있는 실제 값들이 화면에 표시되고 통계 처리기능, 속도, 압력, 설정 값들에 대한 선 그래프 등도

화면을 보면서 설정 혹은 작업하여야 하는 대단히 함축된 기능을 가지고 있습니다.

따라서 개조된 기계를 효율적으로 잘 사용하기 위해서는 철저한 사용방법에 대한 교육이 대단히 중요합니다.

폐사에서는 이를 위해 사출기에 경험을 많이 가지고 있는 폐사의 ENGINEER 를 이미 다수 외국의 MAKER 에

직접 파견하여 TRAINING 시켜 교육은 물론 정비와 제반 사후관리까지도 폐사가 직접 하고 있습니다.

(7) 한글화면 및 한글 MENUAL

한글화면은 사출기의 각 기능들에 대하여 한글 폰트를 일일이 개발 해주어야 하는 대단히 번거로우며

시간을 많이 필요로 하는 작업입니다. 이러한 작업이 쉽지 않음은 외국의 사출 성형기가 이미 국내에 많이

도입되어 있으나 한글 화면으로 되어 있는 기계가 많이 보급되어 있지 않은 것을 보면 충분히

그 어려움을 알 수 있습니다. 폐사에서는 사용자의 편리를 위하여 미려한 한글폰트로 이루어져 있는

한글화면을 개발하였습니다. 따라서 외국 장비들에서 흔히 볼 수 있는 외국문자에 익숙치 않아서

그 기계가 가지고 있는 기능을 다 사용하지 못하는 일은 없을 것입니다.

또한 한글 사용자 설명서 역시 이미 완성이 되어 있습니다.

4. MACO CONTROLLER 의 주기능 및 사양

(1) 주요 기능

(2) 표준 사양

- 금형위치 센서

- 이젝터 위치 센서

- 사출부 위치 센서

- 형체 실린더 압력 센서

- 사출부 실린더 압력 센서

- 디지탈 타코메터 INPUT

-아날로그 OUTPUT 4개 ( 0-10, ±10Vdc )

- 작업자 판넬은 680 x 480 고해상도의 TFT LCD DISPLAY 화면으로 제반 입력과 그래픽의 화면 표시기능

- 셋팅이 손쉬운 터치 화면

- 스크린 선정이 자유로운 MENU BAR 버튼

- 키패드에 의한 제반 조건의 입력

- 다음 화면 넘기기 및 전화면으로 되돌아 가기용 기능키

- 프로그램이 가능한 기능키

- 5개 스텝의 비밀번호 레벨

- WinCE 6.0 채용

- 한글화면

5. 사출기에 있어서 PID CLOSED-LOOP 제어

(1) OPEN-LOOP 제어

OPEN-LOOP 라함은 어떤 특정한 기구의 압력, 속도, 온도 등을 제어하고자 할 때 설정 값과 실제 값의

차이(ERROR)를 센서등으로 읽어 들이는 FEED BACK 없이 단순히 설정된 값 그대로 조절 하므로서 설정 값과

실제 값 사이에는 오차(ERROR) 가 발생하게 되는 SYSTEM 입니다.

ex. 사출 성형기의 경우 모든 구동자가 기름이라는 매체에 의해 구동 되는바 기름은 유체이고 이 유체는

주변의 온도에 따라 영향을 받아 점도 드이 변하게 되어 밸브를 통과하는 기름의 양이 달라지게 되고

이는 바로 설정값과 실제값 사이에 오차가 발생함을 뜻합니다.

OPEN-LOOP 의 경우 계절에 따라 설정값이 달라지는 것은 바로 이런 이유에 기인하기 때문입니다.

(2) CLOSED-LOOP 제어

CLOSED-LOOP 라 함은 단어의 뜻 그대로 FEED BACK 에 의해 폐회로를 구성하고 각종 센서류들을 통해

실제값을 읽어들여 설정값과 비교하여 발생할 수 있는 정상오차(ERROR)를 보정여 줌으로서

외부조건의 변화에 대해 자동적으로 대처하여 운전하도록 하여 주는 것을 말합니다.

RETROFIT