KR100190721B1 - 교류유도전동기를이용한패리트교환장치및그제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패리트 교환장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 교류 유도 전동기를 사용하여 수평행 머시닝 센터와 패리트 교환장치 및 그 제어방법에 관하여 기술된다. 본 발명에 의한 패리트 교환장치는 패리트 구동방식으로 교류유도 전동기의 속도 제어를 위해 인버터등을 사용한 제어부를 사용하며, 속도를 저속, 중속 및 고속의 세가지로 제어되도록 초기에 설정하며, 특히 제 1 및 제 2 체인지암 구동용 모터를 제공하되, 서로 마그네틱 스타트에 서로 인터록시켜 놓고, 현재의 패리트 교환을 서로 판단하여 제각기 선택적으로 구동되게 한다. 또한, 상기 구동용 모터 각각은 제 1 및 제2 체인지암의 위치에 따라 저속, 중속 및 고속으로 구분하여 구동제어 된다.

Description

교류 유도 전동기를 이용한 패리트 교환장치 및 그 제어방법

제1도는 본 발명의 패리트 교환장치의 입력부의 회로도,

제2도는 본 발명의 패리트 교환장치의 모터구동부의 블록도,

제3A도 및 제 3B도는 본 발명의 패리트 교환장치의 기구 구동부,

제4도는 종래의 유압식 패리트 교환장치의 동작 플로우차트,

제5A도 및 제 5B도는 본 발명의 패리트 교환장치의 동작 플로우차트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제 1 접속부 2 : 제 2 접속부

3 : 전원 입력부 4 : 저속 제어부

5 : 중속제어부 6 : 고속 제어부

7 : 회전방향 설정부 8 : 제어장치

9 : 제 1 모터부 10 : 제 2 모터부

16A 및 16B : 제 1 및 제 2 기구부

본 발명은 패리트 교환장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 교류 유도 전동기를 사용하여 수평형 머시닝 센타의 패리트 교환장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 패리티 교환 장치는 패리트 상면에 소정의 공작물을 올려놓고, 가공이 완료된 공작물과 아직 가공되지 않는 공작물을 서로 교환하는 것으로, 널리 이용되고 있는 중형이나 소형의 패리티 교환 장치에서는 유압식 실린더나 유압식 회전 모터, 또는 체인등을 이용한 유압식 구동 방식을 채택하고 있다.

제 4 도에는 종래의 유압식 구동 방식을 채택한 패리트 교환 장치의 동작 플로우 차트가 도시된다.

제 4 도를 참조하면, 시작신호(200)와 함께, 기기의 작동 상태를 단계(201)에서 검사한다. 아니오 이면 이 단계(201)로 다시 시도되며, 예 이면, 단계(202)로 진행한다. 단계(202)에서는 작업자가 패리트에 가공할 공작물을 장착 완료되었는가의세트-업 여부를 판단한다. 만일 이 단계에서 아니오 이면 다시 세트-업의 온 단계(202)로 복귀하여 대기하고, 예이면 자동 패리트 교환장치(APC)가 B축에 있는가를 판단하는 단계(203)로 진행하고, 아니오이면 B축으로 인데스하는 단계(204)를 거쳐 다시 단계(203)로 복귀하고, 예이면 상기 작동 패리트 교환장치(APC)가 X축에 위치하는가를 판단하는 단계(205)로 진행한다. 이 단계에서 아니오이면 X축으로 이송되는 단계(206)를 거쳐 다시 단계(205)로 복귀하고, 예 이면 도어열림 후에 후크를 전진하는 단계(207) 및 패리트를 언클램하는 단계(208)로 진행하여 공작물이 로딩상태로 된다. 그 후, 후크를 후퇴하는 단계(209)를 거친 후 셔틀이 회전하는 단계(210)로 진행한다. 그 후, 다시 후크를 전진하는 단계(211)를 거쳐 패리트를 클램프시키는 단계(212)로 진행한다. 그 후, 후크는 후퇴하는 단계(213)를 거쳐 다음동작으로 가공기기의 도어는 닫히는 단계(214)로 된다.

그러나, 이러한 유압식 구동 방식을 대형의 패리티 교환 장치에 그대로 적용할 경우, 정지 상태에서 갑작스럽게 구동을 시작하거나, 또는 구동상태에서 급정지 상태로 전환될때에 유압의 충격으로 인하여 소음, 또는 진동이 심화되고, 구동 출력에 문제가 발생하게 되어, 기구적인 문제점과 안정성이 문제가 된다.

따라서, 대형의 패리티 교환 장치에서는 상술한 소음, 진동, 구동 출력을 충분히 고려하여 대형이 유압식 기구, 예를 들면 유압식 실린더, 유압식 회전 모터, 또는 체인을 대형의 것으로 대체해야만 하고, 이는 결과적으로 기계 설계 및 설치를 매우 복잡하게 하며, 그에 따른 비용의 상승을 유발하게 된다.

따라서, 본 발명의 패리티 교환을 수행하는데 있어서 전기식 구동 방식을 채택함으로서, 값이 싸고 기계설계가 간단하며 대형 공작기계에 사용가능한 패리트 교환 장치 및 그 제어방법을 제공하는데에 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 패리트 교환장치는, 패리트 구동방식으로 교류 유도 전동기의 속도 제어를 위해 인버터등을 사용한 제어부를 사용하며, 속도를 3 가지, 즉, 저속, 중속 및 고속으로 제어되도록 초기에 설정하며, 특히 제 1 및 제 2 체인지암 구동용 모터를 제공하되, 서로 마그네틱 스타트에 서로 인터록 시켜 놓고, 현재의 패리트 교환을 서로 판단하여 제각기 선택적으로 구동되게 한다. 또한, 상기 구동용 모터 각각은 제 1 및 제 2 체인지암의 위치에 따라 저속, 중속 및 고속으로 구분하여 구동제어된다.

이하, 본 발명은 첨부된 도면을 참조로 하여 더욱 상세히 설명될 것이다.

제 1 도는 본 발명의 패리트 교환장치의 입력부의 회로도이다.

다수의 스위치 SW1 내지 SW6는 제 1 체인지암과 연관되는 제 1접속부(1)내의 다수의 제어유니트 X1내지 X6에 제각기 접속되며, 다수의 스위치 SW7내지 SW12는 제 2 체인지암과 연관되는 제 2 접속부(2)내의 다수의 제어유니트 X9 내지 X14에 제각기 접속된다. 한편, 제 1접속부(1)의 스위치 SW1 및 SW2와 제 2접속부(2)의 스위치 SW7 및 SW8은 제각기 릴레이 R1 및 R2 와 R3 및 R4를 통하여 접속된다.

따라서, 제 1 접속부(1)에서는 스위치 SW1 내지 SW6를 통하여 다수의 제어유니트 X1 내지 X6에 인가되는 신호에 따라, 제 1 체인지암이 작동하게 되는데, 즉 X1에서는 제 1 체인지암이 전진하며, X2에서는 제 1체인지암에 후진하며, X3에서는 제 1 체인지암의 전진속도를 감속하며, X4에서 제 1 체인지암의 후진속도를 감속하며, X5에서는 제 1 체인지암을 제자리에 머무르게 하며, X6에서는 제 2 체인지암을 중간위치에 있게 한다.

한편, 제 2 접속부(2)에서는 스위치 SW7 내지 SW12를 통하여 다수의 제어유니트 X9내지 X16에 인가되는 신호에 따라 제 2 체인지암이 작동되며 그 작동은 상기한 제 1 체인지암의 작동 상태와 동일하게 작동한다.

제 2 도에 도시된 본 발명의 패리트 교환장치의 모터 구동부의 구성블록도를 참조하면, 전원입력부(3)에 의해 전원이 공급되는 제어장치(8)는 저속제어부(4), 중속제어부(5) 및 고속 제어부(6)와 접속되어 그들의 저속, 중속 및 고속 주행 지령 신호에 따라 제 1 및 제 2 모터부(9 및 10)의 모터속도를 제어하여, 제 1 및 제 2 모터부(9 및 10)와 연동되게 구성된 제 1 및 제 2 기구부(16A 및 16B)의 상기 제 1 및 제 2 체인지암(도시안됨)의 작동을 제어한다. 또한 제어장치(8)는 제 1 및 제 2 모터부(9 및10)에 모터의 역회전 및 정회전 지령신호를 공급케 하는 회전방향 설정부(7)가 접속된다. 제 1 및 제 2모터부(9 및10)에는 모터 정지용 브레이크부가 포함되어 있다.

제 3A 도 및 제3B도는 본 발명의 패리트 교환장치의제 1 및 제 2 기구부(16A 및 16B)를 도시한다, 제 3A 도 및 제 3B도의 구성을 살펴보면 그 구성원리는 동일하되, 각각의 동작은 제 2도의 제어장치에 의해 제각기 동작한다. 먼저 제1 모터부(9)의 제 1모터(15A)의 회전력은 다수의 전달기어가 구성되어 있는 제 1구동부(14A)를 통하여 제 1 이송스크류(13A)를 회전시킨다. 그러면 제 1 이송스큐류(13A)의 회전에 따라 이와 길이 방향으로 연동되게 설치된 제 1 체인지암(11A)은 제 1 이송스큐류(13A)의 예정된 길이내에서 왕복하게 되며, 제1 체인지암(11A)의 선단부에는 공작물을 적재한 패리트와 작동되는 제 1 체결부(12A)가 제공된다. 한편, 제 1 체인지암(11A)의 상부에는 도시되지는 않았지만 일정부분에 도그가 고착 설치되어, 제 1 체인지암(11A)의 왕복운동에 따라 그 상부에 위치한 다수의 리미트 스위치 L1 내지 L6를 작동시킨다. 따라서, 이는 제 2도의 제어장치(8)를 통하여 제1 모터(15A)의 회전을 제어하게 된다. 상기한 구성은 제 3B 도에도 그대로 적용되므로 그에 대한 구체적 설명을 생략한다.

동면도에서 체인지암은 최초 출발시 NC에 지령에 따라 중속으로 출발하고, 고속진행감지스위치가 온되며 고속으로 되었다가 저속스위치가 온되면 저속으로 된다. 여기서 리미트 스위치 L1은 전진정지 감지용 스위치, L2는 전지 감속 감지용 스위치, L3는 고속 진행 감지 스위치, L4는 초기 위치 감지용 스위치, L5는 후진 감속 감지용 스위치이며 L6는 후진 정지감지용 스위치이다.

따라서, 제 3A 도의 제 1 체인지암(11A)은 최초리미트 스위치 L4위치에서 작동하여 스위치 L3, L2 및 L1까지 진행하여 기계테이블에 올려진 가공이 완료된 가공물이 탑재된 패리트를 제 1 체결부(12A)와 체결하고 구동모타를 역회전시켜 패리트를 리미트 스위치 L6까지 와서 정지시킨다. 한편, 제 3B 도의 제 2 체인지암은 미리 체결되어 있던 미가공소재를 탑재한 패리트를 기계의 테이블에 밀어놓기 위해 구동 모타를 정회전시켜 리미트 스위치 L6에서 L1까지 진행하고, 다시 리미트 스위치 L3위치까지 와서 대기한다.

제 5A 도 및 제 5B도는 본 발명의 패리트 교환장치의 동작 플로우차트도이다.

먼저, 시작단계(100)로부터 작업자가 패리트에 가공할 공작물의 장착완료 여부를 판단하는 세트-업 단계(101)로 진행하며, 아니오 이면 다시 판단하게 되며, 예 이면 단계(102)에서 자동 패리트 교환장치에 대한 X,B 축의 위치를 판단하여 제 위치가 아닐 경우, 단계(103)를 통하여 해당축을 자동패리트 교환장치의 위치로 이동시킨후, 단시 단계(102)로 복귀하고, 예 이면 패리트에 교환하고자 하는 패리트가 있는가를 판단하는 단계(104)로 진행하며, 아니오 이면 다시 판단되고, 예이면 패리트의 로딩 상태를 확인하는 언클램프 단계(105)로 진행된다.

그 후, 단계(106)에서 제 1 체인지암은 전진하게 되는데, 이는 해당암의 구동용 모터의 고속 설정값으로 전진한다. 그 후 제 1 체인지암의 고속전진을 저속전진으로 절환하기 위한 전진 감속 스위치의 감지 여부를 판단하는 단계(107)로 진행하고, 아니오이면 재시도되며, 예이면 패리트를 체결하기위한 속도로 저속 주행하는 단계(108)로 진행한다.

그후, 다시 제 1 체인지암이 전진하는 단계(109)에서, 아니오 이면 다시 이 단계로 복귀되고, 예 이면 가공완료된 공작물과 가공하기 위한 공작물을 서로 교환하기 위해 제 1 체인지 암을 후진시키는 단계(110)로 진행한 후, 다시 후진감속 스위치의 감지여부를 판단하는 단계(111)로 진행하며, 아니오 이면 재시도되고, 예'이면 제 1 체인지암을 저속으로 주행시키는 단계(112)로 진행한다. 그후 , 제 1 체인지암의 완전히 후진상태를 계속판단하는 단계(113)에서, 아니오이면 재시도되고, 예이면 패리트교환 장치에 가공 공작물이 장착된 패리트가 있는가의 여부를 판단하는 단계(114)로 진행하며, 이 단계에서 아니오 이면 다시 시도되고, 예이면 제 2 체인지암을 전진시키는 단계(115)로 진행한다.

상기 단계(115)이후에, 제 2 체인지암의 전진 감속 스위치의 감지여부를 판단하는 단계(116)로 진행하여 아니오이면 재시도되고, 예이면 저속 주행하는 단계(117)를 거쳐, 상기 제 2 체인지암이 계속 저속 주행하는지를 판단하는 단계(118)로 진행하여 아니오이면 다시 시도되고 예이면 패리트를 클램프하는 단계(119)를 거쳐, 제 2 체인지암을 후진시키는 단계(120)로 진행한다. 그후, 제 2 체인지암이 중간위치에 있는가의 여부를 판단하는 단계(121)에서, 아니오 이면 다시 시도되고, 예 이면 제 2 체인지암의 후진을 정지하는 단계(122)를 거쳐 패리트에 가공된 공작물의 장착을 해체하는 세트-업의 오프단계(123)후에 작업은 완료하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 패리티 교환을 수행하는데 있어서, 전기시 구동 방식을 채택함으로서, 유압식 패리트 교환장치와 비교하여 경제적이며, 기계 설계 및 설비가 간단하며, 대형 공작기계용 패리트 교환장치등의 활용에 효과적이다.

또한 본 발명은 교류 유도 전동기를 이용하여 패리트 교환을 수행함으로서, 교류 유도 전동기의 속도 변환에 의해 기계의 전원 용량을 절약하고 패리트 교환시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 교류유도 전동기를 이용한 패리트 교환장치에 있어서:

   상기 패리티 교환 장치에 전원을 공급하는 전원입력부(3)와;

   패리트 교환작업을 수행하는 제 1 및 제 2 기구부(16A 및 16B)를 동작시키는 제 1 모터 및 제 2 모터(15A 및 15B)를 구비한 제 1 모터부 및 제 2 모터부(9 및 10)와;

   상기 제 1 모터부 및 제 2 모터부(9 및 10)의 모터들(15A 및 15B)의 속도를 제어하기 위해 저속, 중속 및 고속 지령신호를 발생하는 저속, 중속 및 고속 제어부(4,5 및 6)와;

   상기 제 1 모터부 및 제 2 모터부(9 및10)의 모터들(15A 및 15B)의 역회전 및 정회전 지령신호를 발생하는 회전 방향 설정부(7)와;

   상기 저속, 중속 및 고속 제어부(4,5 및 6)와 상기 회전방향 설정부(7)의 지령 신호에 따라 상기 제 1 모터부 및 제 2모터부(9 및10)에 해당제어신호를 공급하는 제어 장치(8)를 구비한 것을 특징으로하는 교류 유도전동기를 이용한 패리트 교환장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제2 모터(15A 및 15B)에 따라 동작하는 제 1 및 제 2 기구부(16A 및 16B)는:

   상기 제 1 및 제 2 모터(15A 및 15B)의 회전력을 전달하도록 다수의 기어로 구성되는 제 1 및 제 2 구동부(14A 및14B)와;

   상기 제1 및 제2 구동부(14A 및 14B)의 구동에 따라 회전하는 제 1 및 제 2 이송스큐류(13A 13B)와;

   상기 제1 및 제2 이송스큐류(13A 및 13B)와 연동되게 설치되어 그의 길이방향으로 전진 및 후진의 수평 왕복운동을 하는 제 1 및 제 2 체인지암(11A 및 11B)과:

   상기 제 1 및 제 2 체인지암(11A 및 11B)의 전단에 구성되어 작업대상의 패리트의 교환작업을 수행하는 제 1 및 제 2 체결부(12A 및 12B)와;

   상기 제 1 및 제 2 체인지암(11A 및 11B)상의 예정된 위치에 설치되는 도그에 의해 감지되게 설치되되, 상기 제 1 및 제 체인지암(11A 및 11B)의 수평왕복 운동에 따라 상기 제 1 및 제 2 모터(15A 및 15B)의 속도를 제어하느 신호를 발생하는 다수의 리미트 스위치 L1 내지 L6를 포함하는 것을 특징으로 하느 패리트 교환장치.
3. 교류 유도 전동기를 이용한 패리트 교환장치의 패리트 교환 제어방법에 있어서:

   시작 신호와 함께 패리트에 가공공작물의 장착여부를 판단하는 제 1단계와;

   상기 패리트 교환장치에 대한 X,B 축의 정위치를 판단하는 제 2 단계와;

   상기 패리트에 교환해야 될 패리트가 존재하는가를 판단하는 제 3단계와;

   상기 패리트의 로딩 상태를 확인하여 상기 패리트를 언클램프 시킨 후 제 1 체인지암을 전진시키는 제 4 단계와;

   상기 제 1 체인지암이 전진 감속스위치에 의해 감지 되었는가를 판단한 후 저속 주행시키는 제 5 단계와;

   상기 제 1 체인지암을 저속 주행시키다가 가공된 공작물과 가공할 공작물을 서로 교환하기 위하여 제 1 체인지암을 후진시키는 제 6 단계와;

   상기 제 1 체인지암이 후진 감속 스위치에 의해 감지 되었는가를 판단한 후 저속 주행시키는 제 7 단계와;

   상기 제 1 체인지암의 완전한 후진 상태를 감지한 후 교환장치에 가공 공작물이 장착된 패리트가 있는지의 여부를 판단하는 제 8 단계와;

   상기 제 8 단계에서 패리트의 장착여부를 판단한 후, 제 2 체인지암을 전진시키는 제 9단계와;

   상기 제 2 체인지암이 전진감속 스위치에 의해 감지되었는가를 판단한 후 저속 주행시키는 제 10 단계와;

   상기 제 2 체인지암을 저속 주행시키다가 패리트를 클램프한 후, 상기 제 2 체인지암을 후진시키는 제 11 단계와;

   상기 제 2 체인지암이 중간 위치에 왔는가를 판단하는 제 12 단계와;

   상기 제 12 단계후에 후진을 정지시키는 제 13 단계와;

   상기 패리트에 가공공작물의 세트-업을 오프시킨 후 작업을 종료하는 제 14단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패리트 교환 제어방법.