KR100492324B1 - 전자척용 전자석의 구동 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀링 또는 연삭을 위한 공작기계의 각종 동작을 선택하는 다수의 키들로 구성된 키 패널과, 전자석의 자화를 위해 공급되는 전원레벨을 설정하는 전자석 전원 설정부와, 전자석에 고정되었던 공작물의 탈자를 위해 공급되는 전원레벨과 탈자속도를 설정하는 탈자 전압 및 속도 설정부와, 상기 키 패널의 조작에 따라 상기 전자석 전원 설정부 및 탈자 전압 및 속도 설정부에 의해 설정된 전압과 속도에 맞게 정류 및 스위칭부를 구동시켜 전자석의 자화 및 탈자를 위한 전원을 제어하는 CPU와, 상기 CPU의 제어로 교류전원을 정류하여 전자석의 자화를 위한 전원으로 공급하였다가 작업이 완료되었을 때 상기 전자석에 공급되는 전원을 점진적으로 낮추면서 일정시간 간격을 두고 극성을 변환시켜 전자석에 고정된 공작물을 탈자시키는 정류 및 스위칭부 및 상기 CPU에 의해 구동되는 공작기계의 동작상태를 표시하는 표시부로 구성되어 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 전자석에 공급되는 직류 및 교류전원을 전자 제어함으로써, 전자석에 공급되는 교류전원의 입력범위를 180V∼250V로 그리고 직류전원의 입력범위를 0∼150V로 자유롭게 조절 가능하다. 또한, 본 발명은 전자석에 공급되는 전원을 단속하는 퓨즈의 정상여부 및 입력전원의 전압을 자체적으로 체크하여 LCD나 세븐 세그먼트와 같은 디스플레이에 표시하거나 부저를 통해 경고 알람을 일정시간 동안 출력함으로써 공작기계의 이상유무를 감시하고 이상이 발생했을 경우 바로 대처할 수 있다.

Description

전자척용 전자석의 구동 제어장치{Drive control apparatus of electromagnet for electromagnet chuck}

본 발명은 밀링 및 연삭 등을 위한 공작기계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밀링 및 연삭을 위한 공작물을 고정하는 전자척용 전자석의 구동을 제어하기 위한 전자척용 전자석의 구동 제어장치에 관한 것이다.

통상적으로 밀링 및 연삭을 위한 공작기계는 전자척을 이용하여 공작물을 고정한 후 공작물을 냉각시키기 위한 냉각수를 공급하면서 주축모터를 구동시켜 공작물을 밀링 및 연삭하는 공작기계로서 전자척용 전자석에 공급되는 전원을 단속해서 전자석을 자화(磁化)시킴과 아울러 전자석에 의해 고정되었던 공작물에 잔류하는 자력을 제거(탈자:脫慈)한다.

그러나, 종래에는 전자척용 전자석에 공급되는 전원을 기계적으로 제어함으로써 전자석에 공급되는 전원을 하나 혹은 매우 좁은 범위로만 조절 가능하다는 결점이 있다.

뿐만 아니라, 종래의 공작기계는 작업을 하기 전이나 작업 중에 입력전원이나 퓨즈 등의 이상유무를 알 수 없어, 안전사고를 일으킬 우려가 있을뿐더러 이로 인해 공작기계가 오동작을 일으킬 우려가 크다.

상기한 바와 같은 종래의 결점을 해결하기 위한 본 발명은 전자석에 공급되는 직류 및 교류전원을 전자 제어함으로써 전자석에 공급되는 교류전원의 입력범위를 180V∼250V로 그리고 직류전원의 입력범위를 0∼150V로 자유롭게 조절 가능하도록 하는 전자척용 전자석의 구동 제어장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 전자석에 공급되는 전원을 단속하는 퓨즈의 정상여부 및 입력전원의 전압을 자체적으로 체크하여 LCD나 세븐 세그먼트와 같은 디스플레이에 표시하거나 부저를 통해 경고 알람을 일정시간 동안 출력함으로써 공작기계의 이상유무를 감시하고 이상이 발생했을 경우 바로 대처할 수 있도록 하는 전자척용 전자석의 구동 제어장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

즉, 본 발명은 공작기계에 중대한 에러가 발생했을 경우에는 알람을 출력함과 동시에 공작기계의 동작을 원천적으로 정지시켜 공작기계의 오동작이나 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 전자척용 전자석의 구동 제어장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자척용 전자석의 구동 제어장치는, 밀링 또는 연삭을 위한 공작기계의 각종 동작을 선택하는 다수의 키들로 구성된 키 패널과, 전자석의 자화를 위해 공급되는 전원레벨을 설정하는 전자석 전원 설정부와, 전자석에 고정되었던 공작물의 탈자를 위해 공급되는 전원레벨과 탈자속도를 설정하는 탈자 전압 및 속도 설정부와, 상기 키 패널의 조작에 따라 상기 전자석 전원 설정부 및 탈자 전압 및 속도 설정부에 의해 설정된 전압과 속도에 맞게 정류 및 스위칭부를 구동시켜 전자석의 자화 및 탈자를 위한 전원을 제어하는 CPU와, 상기 CPU의 제어로 교류전원을 정류하여 전자석의 자화를 위한 전원으로 공급하였다가 작업이 완료되었을 때 상기 전자석에 공급되는 전원을 점진적으로 낮추면서 일정시간 간격을 두고 극성을 변환시켜 전자석에 고정된 공작물을 탈자시키는 정류 및 스위칭부 및 상기 CPU에 의해 구동되는 공작기계의 동작상태를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 전자척용 전자석의 구동 제어장치는 전원부와 정류 및 스위칭부에 공급되는 교류전원의 주파수를 설정할 수 있는 입력전원주파수 설정부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 전자척용 전자석의 구동 제어장치는 상기 전자석에 공급되는 전원을 단속하는 퓨즈(fuse)의 정상여부를 확인하는 퓨즈 에러 검출부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 전자척용 전자석의 구동 제어장치는 입력전압 오류조정을 위한 기능을 가지며 전원부의 트랜스 2차측으로부터 트랜스 1차측의 과전압을 검출하는 과전압 검출부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 전자척용 전자석의 구동 제어장치에 있어서, 상기 표시부는 세븐 세그먼트나 LCD 및 부저 중 하나 이상으로 구성되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

도1은 참조하면 본 발명은 밀링 또는 연삭을 위한 공작기계의 각종 동작을 선택하는 다수의 키들로 구성된 키 패널(1)이 접속된 CPU(3)를 구비하고 있는데, 이 CPU(3)는 공작기계의 전반적인 구동을 제어하는 부분으로서 하나의 IC로 구성될 수도 있고, 키 패널(1)과 표시부(2)를 독립적으로 제어하는 IC와 나머지 부분을 제어할 수 있는 IC로 분할해서 구성할 수 있으나, 본 발명에서는 이해를 돕기 위해 하나의 IC로 설명한다.

위의 CPU(3)에는 전자석(4)의 자화를 위해 공급되는 전원레벨을 설정하기 위한 전자석 전원 설정부(6)와 전자석(4)에 고정되었던 공작물의 탈자를 위해 공급되는 전원레벨과 탈자속도를 설정하기 위한 탈자 전압 및 속도 설정부(7) 등이 연결되어 있어, 이 CPU(3)는 키 패널(1)의 조작에 구동을 시작하여 전자석 전원 설정부(6) 및 탈자 전압 및 속도 설정부(7)에 의해 설정된 전압과 속도에 맞게 정류 및 스위칭부(8)를 구동시켜 전자석(4)의 자화 및 탈자를 위한 전원을 제어할 수 있다.

이렇게 CPU(3)의 제어를 받는 정류 및 스위칭부(8)는 외부로부터 입력되는 교류전원을 정류해서 전자석(4)의 자화를 위한 전원으로 공급하였다가 작업이 완료되었을 때 전자석(4)에 공급되는 전원을 도2와 같이 점진적으로 낮추면서 일정시간 간격을 두고 극성을 변환시켜 전자석(3), 즉 전자척에 고정된 공작물이 탈자되도록 되어 있다.

상기한 CPU(3)의 제어로 구동되는 공작기계의 각종 동작상태가 표시부(2)로 출력되는데, 이 표시부(2)는 세븐 세그먼트나 LCD 및 부저 중 하나 이상으로 구성될 수 있다.

뿐만 아니라, CPU(3)에는 전원부(9)와 정류 및 스위칭부(8)에 공급되는 교류전원의 주파수를 설정할 수 있는 입력전원주파수 설정부(5)가 연결되어 있어, 교류전원, 즉 상용전원의 주파수(50Hz 혹은 60Hz 등을 말한다.)에 관계없이 국내외를 막론하고 어디에서도 사용 가능하다.

또한, CPU(3)에는 전자석(4)에 공급되는 전원을 단속하는 퓨즈(fuse)의 정상여부를 확인하는 퓨즈 에러 검출부(11)가 접속되어 있는데, 이 퓨즈 에러 검출부(11)는 전자석(4)에 자화 및 탈자를 위한 구동전원을 정상적으로 공급하였는데도 불구하고 전자석(4)에 전혀 부하가 걸리지 않는 경우 퓨즈에 이상이 발생한 것으로 판단하고, CPU(3)를 통해 이를 표시부(2)에 표시함으로써 작업자는 표시부(2)를 보고 퓨즈 이상에 대해 적극적으로 대처할 수 있다.

그리고, 교류전원을 강압 및 정류하여 CPU(3)를 포함하는 제어장치에 필요한 서로 다른 레벨의 구동전원(+12, -12, Vcc 등을 말한다.)을 공급하는 전원부(9)에는 과전압을 검출할 수 있는 과전압 검출부(10)가 접속되어 있는데, 이 과전압 검출부(10)는 전원부(9)를 구성하는 트랜스의 2차측으로부터 얻어지는 전압을 입력전원이 과전압상태인지를 판단할 수 있는 근거가 되는 전압으로 CPU(3)에 공급하도록 되어 있다. 물론, 과전압 검출부(10)의 검출전압에 의해 입력전원이 과전압으로 판단되는 경우 CPU(3)는 표시부(2)를 통해 이를 표시한다.

뿐만 아니라, 과전압 검출부(10)에는 과전압 검출부(10)에 의해 검출되어 CPU(3)에 제공되는 전압의 레벨을 조정할 수 있는 기능이 구비되어 있어, 사용자는 과전압으로 판단할 수 있는 입력전원의 레벨을 임의로 조절 가능하다.

도면 중 설명되지 않은 12는 공작물을 밀링 또는 연삭하는 중에 발생된 먼저나 기타 이물질 등을 집진하는 팬을 구비한 집진기를 구동시키는 집진용 팬 구동부이고, 13은 냉각수를 공급하는 펌프나 밸브를 구동시켜 공작물을 밀링 또는 연삭하는 중에 발생된 열을 낮춰주는 역할을 하는 냉각수 공급부이며, 14는 전자석(4)에 고정된 공작물을 밀링 또는 연삭하기 위해 공구의 작동을 위한 주축모터를 구동시키는 주축모터 구동부이다.

이와 같이 구성된 공장기계의 동작을 설명한다.

먼저, 전자척, 즉 전자석(4) 위에 공작물이 안착된 상태에서 CPU(3)의 제어로 교류전원이 정류 및 스위칭부(8)를 통해 전자석(4)에 공급되면서 전자석(4)이 자화되어 공작물이 전자석(4) 위에 고정된다. 이에 따라 작업자는 고정된 공작물을 밀링 또는 연삭할 수 있다.

특정 공작물에 대한 밀링 또는 연삭이 완료된 후에는 CPU(3)의 제어로 정류 및 스위칭부(8)를 통해 전자석(4)에 공급되던 전원이 차단되어 전자석(4)이 자력을 잃게 되는데, 이때 CPU(3)는 정류 및 스위칭부(8)를 구동시켜 전자석(4)에서 공급되던 전원이 도2에 도시한 바와 같이 전자석(4)을 자화시킬 때에는 최대로 공급되다가 작업이 완료되었을 때에는 전자석(4)에 공급되는 전원이 점진적으로 낮아지면서 일정시간 간격을 두고 극성이 변환되도록 함으로써 전자석(4)에 고정된 공작물의 자력을 완전히 제거할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 전자석에 공급되는 직류 및 교류전원을 전자 제어함으로써 전자석에 공급되는 교류전원의 입력범위를 180V∼250V로 그리고 직류전원의 입력범위를 0∼150V로 자유롭게 조절 가능하다.

또한, 본 발명은 전자석에 공급되는 전원을 단속하는 퓨즈의 정상여부 및 입력전원의 전압을 자체적으로 체크하여 LCD나 세븐 세그먼트와 같은 디스플레이에 표시하거나 부저를 통해 경고 알람을 일정시간 동안 출력함으로써 공작기계의 이상유무를 감시하고 이상이 발생했을 경우 바로 대처할 수 있다.

물론, 공작기계에 중대한 에러가 발생했을 경우에는 알람을 출력함과 동시에 공작기계의 동작을 원천적으로 정지시켜 공작기계의 오동작이나 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도1은 본 발명에 따른 전자척용 전자석의 구동 제어장치를 나타낸 구성도

이다.

도2는 본 발명에서 공작물의 탈자를 위한 전압의 변화과정을 보인 예시도

이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

1 : 키 패널 2 : 표시부

3 : CPU 4 : 전자석

5 : 입력전원 주파수 설정부 6 : 전자석 전원 설정부

7 : 탈자 전압 및 속도 설정부 8 : 정류 및 스위칭부

9 : 전원부 10 : 과전압 검출부

11 : 퓨즈 에러 검출부 12 : 집진용 팬 구동부

13 : 냉각수 공급부 14 : 주축모터 구동부

Claims (5)

1. 밀링 또는 연삭을 위한 공작기계의 각종 동작을 선택하는 다수의 키들로 구성된 키 패널;

   전자석의 자화를 위해 공급되는 전원레벨을 설정하는 전자석 전원 설정부;

   전자석에 고정되었던 공작물의 탈자를 위해 공급되는 전원레벨과 탈자속도를 설정하는 탈자 전압 및 속도 설정부;

   상기 키 패널의 조작에 따라 상기 전자석 전원 설정부 및 탈자 전압 및 속도 설정부에 의해 설정된 전압과 속도에 맞게 정류 및 스위칭부를 구동시켜 전자석의 자화 및 탈자를 위한 전원을 제어하는 CPU;

   상기 CPU의 제어로 교류전원을 정류하여 전자석의 자화를 위한 전원으로 공급하였다가 작업이 완료되었을 때 상기 전자석에 공급되는 전원을 점진적으로 낮추면서 일정시간 간격을 두고 극성을 변환시켜 전자석에 고정된 공작물을 탈자시키는 정류 및 스위칭부; 및

   상기 전원부와 정류 및 스위칭부에 공급되는 교류전원의 주파수를 설정할 수 있는 입력전원 주파수 설정부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자척용 전자석의 구동 제어장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 전자척용 전자석의 구동 제어장치는 상기 전자석에 공급되는 전원을 단속하는 퓨즈(fuse)의 정상여부를 확인하는 퓨즈 에러 검출부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전자척용 전자석의 구동 제어장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 전자척용 전자석의 구동 제어장치는 입력전압 오류조정을 위한 기능을 가지며 전원부의 트랜스 2차측으로부터 트랜스 1차측의 과전압을 검출하는 과전압 검출부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전자척용 전자석의 구동 제어장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 표시부는 세븐 세그먼트나 LCD 및 부저 중 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자척용 전자석의 구동 제어장치.