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우리 생활에 없어서는 안될 유용한 플라스틱 제품을 만드는 사출성형기 이야기 29

작성자 : 취재부 2020-12-07 | 조회 : 2069

자료제공: LS엠트론 기술교육아카데미

2.3.2 Control Box 외부 전장품

■ Solenoid Valve

- 유로의 방향을 통제하는 부품

- A, B, P, T의 유로가 있으며, 솔레노이드 A가 동작하면 P-A, B-T로 연결되며, 솔레노이드 B가 동작하면 A-T, P-B로 연결된다.

■ 근접 센서

기계적으로 온-오프를 하던 리밋스위치나 마이크로 스위치 대신, 비접촉 동작으로 같은 스위칭 작용을 하게 한 센서. 센서의 동작 원리로부터 고주파 발진식, 정전용량식, 자기식, 광전식(방사선도 포함)으로 분류할 수 있다.

일반적으로 근접스위치라고 하면 고주파 발진식과 정전용량식인 것을 의미한다. 다른 두 방식은 리드 스위치, 광전 스위치라 하여 구별하고 있다. 고주파 발진식 근접스위치는 그림과 같은 구성으로 되어 있다.

출 코일에 금속물체가 접근하면 전자 유도작용에 의하여 금속물체 내에 유도전류가 흐르고, 검출 코일의 인덕턴스가 변화한다. 따라서 검출 코일에 발진회로를 접속해 놓으면 발진회로의 발진 주파수나 발진진폭이 변화하여 스위칭 동작을 시킬 수 있다.

검지 대상은 금속물체에 국한된다. 정전용량식 근접스위치는 도체 전극을 가진 검출부에 피검지 물체가 접근하면 센서 부분의 정전용량이 크게 변화하는 현상을 이용한 것이다. 정전용량 변화를 이용하고 있기 때문에 피검지 대상물은 금속, 비금속 어느 것이든 좋다. 따라서 플라스틱, 종이, 반도체 등 모든 유전체를 검지할 수 있는 이점이 있다.

• 부하의 종류에 따라 NPN과 PNP 타입으로 구분되는데, 일반적으로 헤드부가 적색계열은 PNP, 녹색 계열은 NPN으로 구분지울 수 있다.

• LS 사출성형기에서도 제어장치에 따라 타입이 다르기 때문에 사전에 확인 후 맞는 타입이 연결되어야 한다.

■ 열전대, Thermocouple

두 종류의 금속 도체 양단을 전기적으로 접속시키고 이 양단에 온도 차를 주면 회로 중에 전류가 흐른다.(Zee Back 효과) 이처럼 한쪽(기준접점)의 온도를 일정 온도로(원칙적으로 0℃) 유지하고 열기전력의 수치를 측정함으로써 다른 끝단(측온 접점)의 온도를 알 수가 있다.

- 온도 측정 센서로 가소화 장치 중 배럴, 유압식 사출기의 작동유 온도, 금형의 온도 센서에 적용되고 있다.

- 접촉 부분과 비접촉 부분의 온도 차에 따라 전류가 유도되는 금속을 이용하여 온도를 측정하는 센서

• K 열전대(chromel-Alumel)

K 열전대는 +쪽에 Cr을 약 10% 포함한 Ni-Cr 합금(chromel)과 -쪽에 Al, Mn을 조금 포함한 Ni 합금(Alumel)을 사용한 열전대이다.

현재 공업용의 열전대로써 가장 넓게 사용되며 신뢰성이 높다. 이 열전대는 고온(약 1,200)까지 사용할 수 있고 기전력특성의 직선성이 양호하며 비교적 내열, 내식성이 높은 것이 특징이다.

또 금속 증기 공기 중 및 O2, N2, CO2 가스(gas) 중에서 기전력은 안정되어 있다. 그러나 환원성(H2, CO) 가스 중 또 산소분압이 낮은 조건에 대해서는 크로멜(chromel) 선의 열화 “Green Rot”라 불리는 Cr 선택 산화 현상이 생겨 이 때문에 기전력 치가 크게 저하하여 큰 오차가 생기는 경우가 있으므로 사용할 때에는 충분한 배려가 필요하다.

• J 열전대(Iron-constantan)

+쪽에 순철(Fe)과 –쪽에 Cu-Ni 합금(constantan)을 사용한 열전대이다. J 열전대는 환원성분위기 중에서 사용에 적절하고 기전력특성이 E 열전대에 이어서 높은 것이 특징이다. 또 비교적 값이 싸기 때문에 손쉽게 측정을 할 경우에 편리한 열전대이다.

* LS 사출성형기는 J 타입을 표준으로 적용하고 있다.

■ Limit Switch

기계장치 등에서 동작이 일정한 한계 위치에 달하면 접점이 전환되는 스위치를 말한다. 접점기구와 극성을 작동시키는 핀이나 바 기구가 조합되어 있다.

스위치 중에서 설정하는 위치, 시간에 대해서 이것을 「ON」으로 하거나 「OFF」로 하거나 할 수 있는 구조로 만들어진 스위치를 말한다. 자동제어장치나 크레인 기타 동작 제어 또는 안전장치에 사용된다.

레버가 달려서 기계적 동작의 한계점에 위치시켜 접점을 On/Off 시키는 장치

사진은 안전문에 장치된 Limit Switch

■ 위치 센서

직선 변위와 회전 변위를 전기저항의 변화로 바꾸는 가변저항기. 접촉형과 비접촉형이 있다. 접촉형은 저항 체위를 브러시가 움직이는 구조로서, 직선형의 경우는 스트로크가 3,000㎜ 정도인 것까지 있고, 회전형인 경우는 1회전에서 다(多) 회전인 것까지 있다.

또 저항체의 종류에 따라 다음과 같이 분류된다.

① 권선형: 고유저항이 크고 저온도 계수의 Ni-Cr, Cu-Ni계 합금선율 권심 위에 코일 모양으로 감은 것.

② 전도성 플라스틱형: 카본 블랙이나 흑연 분말 등을 플라스틱 수지와 혼합하여 세라믹스 등의 기판 위에 인쇄한 것.

③ 서밋형: 금속 분말을 세라믹 기판 위에 소성(燒成)한 것.

④ 하이브리드형: 권선(卷線) 상에 전도성 플라스틱을 도포한 것. 권선형은 저항온도 계수가 작고, 전도성 플라스틱형,

서멋형은 고분해력, 수명이 긴 장점이 있다. 양쪽의 장점을 합친 것이 하이브리드형이다. 비접촉형은 자기 저항형이라고도 불리며, 자계의 강도에 따라 저항값이 변화한다. 자기 저항 소자를 저항체로써 사용한 것이다.

비접촉식 센서는 변위를 측정하고자 하는 물체에 부착된 영구 자석(Tempo sonics LDT의 부품)의 자장과 LDT 로드에 들어있는 웨이브 가이드 속을 흐르는 전류 펄스(전류 펄스는 웨이브 가이드 내의 전선을 따라 흐름)에 자장에 의해 유도되는 비틀림 스트레인 펄스(Torsional Strain Pulse)를 감지하여 자석의 위치, 즉 측정하고자 하는 물체의 위치를 디지털 또는 아날로그 신호로 정확하게 출력한다.

■ 인코더

펄스 신호를 발생.

전기각(또는 자극) 검출 모터를 회전의 불규칙이 없이 계속해서 회전시키기 위해서는 로터의전기적 회전각도 위치(전기각 또는 자극)를 검출하여 그 위치에 맞는 전류를 흘릴 필요가 있다. 그 위치를 검출하는 역할을 담당한다.

1. 기계각의 검출 2. 전기각의 검출 3. 회전 속도의 검출 4. 회전 방향 검출

• 엡솔루트 인코더: 전원 절단 시에도 만일 외부의 힘으로 모터가 회전하거나 해도 그 횟수를 카운터 없으면 안 되므로 1회전 1 펄스를 발생하는 쪽의 디스크는 소비전력이 적은 자기 인코더로 되어있다.

■ 압력 센서

압력 센서란 기체나 액체의 압력변화를 감압소자에서 전기신호로 변환하여 압력에 맞는 아날로그 전기신호로 출력하거나 어떤 압력 치에도 동작하는 스위칭 출력을 나타내는 것이다.

압력을 측정할 때 반드시 측정되어야 하는 조건, 범위, 물질이 매우 다양하므로 압력 센서 디자인에는 여러 가지 유형이 있다. 흔히 압력은 변위와 같은 중간 형태로 변환된다. 그 후 센서는 변위를 전압 또는 전류와 같은 전기 출력으로 변환한다. 이 같은 형태의 압력 트랜스듀서(Transducer; 변환기)의 가장 일반적인 세 가지 형태는 스트레인 게이지 트랜스듀서, 가변 용량 트랜스듀서, 압전기 트랜스듀서가 있다.

모든 압력 센서 중 가장 보편적인 센서는 휘트스톤브리지(스트레인 기반) 센서이며, 다양한 정확도, 크기, 견고함, 비용 옵션을 제공한다. 브리지 센서는 고압 및 저압 애플리케이션에 사용되어 절대압, 게이지압, 차압을 측정한다. 모든 브리지 센서는 스트레인 게이지와 가로막을 활용한다.

압력의 변화가 생기면 막이 빗나가게 되고 스트레인 게이지의 저항이 변한다. 이 변화는 데이터 수집(DAQ) 시스템으로 측정된다. 이와 같은 스트레인 게이지 압력 트랜스듀서에는 몇 가지 형태가 있다. 즉, 접착형 스트레인 게이지, 스퍼터(sputtered) 방식 스트레인 게이지 및 반도체 스트레인 게이지가 있다.

압력 트랜스듀서는 컨디셔닝 된 0~5V 신호 또는 4~20mA 전류를 출력한다. 이 두 가지 출력은 트랜스듀서의 작동 범위에서 선형으로 나타난다. 예를 들어, 0V와 4mA는 압력 측정값 0에 해당된다. 이와 유사하게, 5V 및 20mA는 Full Scale Capacity 즉, 트랜스듀서가 측정할 수 있는 최고 압력에 해당된다.