KR102189318B1 - 유압 실린더의 유량 조절 기능을 구비한 톱날 절삭 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 유압 실린더의 유량 조절 기능을 구비한 톱날 절삭 장치는 절삭 대상을 절삭하는 톱이 장착된 헤드; 상기 헤드를 절삭 대상에 근접 내지 이격시키도록 상하 이동시키는 유압 실린더; 절삭 대상을 안착하는 베이스; 상기 유압 실린더의 작동을 위한 유체의 유량을 조절하는 조그셔틀을 구비하여 상기 헤드의 상하 이동을 제어하는 컨트롤러;를 포함한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유압 실린더의 유량 조절 기능을 구비한 톱날 절삭 장치에 의하면, 절삭의 편의성을 위해 톱이 장착된 헤드를 이동시키기 위한 유압 실린더의 유량을 조그셔틀의 작동으로 보다 간편하고 정밀하게 조절할 수 있다는 효과를 가진다.

Description

유압 실린더의 유량 조절 기능을 구비한 톱날 절삭 장치{Saw blade cutting device with hydraulic cylinder flow control}

본 발명은 유압 실린더의 유량 조절 기능을 구비한 톱날 절삭 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 톱으로 절삭 대상을 절삭하는 절삭 장치에서 원활한 톱 구동을 위해 유압 실린더를 적용할 때 보다 효율적이면서 직관적으로 유압 실린더의 유량을 조절할 수 있는 기능을 구비한 절삭 장치에 관한 것이다.

절삭 장치는 다양한 절삭 대상을 자르는 기계로서, 특히 금속재와 같은 강도가 강한 재질로 이루어진 절삭 대상을 절삭하고자 할 때에는 톱의 강도가 높은 것은 물론이고 톱에 무리가 가지 않을 수 있는 효율적인 톱 구동 매커니즘이 요구된다.

일 예로서, 톱이 장착된 톱 구동부가 고정된 자리에 위치하게 되면 절삭 대상의 절삭 시 발생되는 반발력에 취약할 수 있기 때문에 절삭 시 톱 구동부가 유동될 수 있는 장치로 구현되는 것이 가능하다. 특히, 절삭 시 톱 구동부가 반발력에 의해 후방으로 밀리거나 유동될 수 있는 문제를 효율적으로 방지하기 위해 절삭 대상 측으로 톱 구동부를 점진적으로 하방 이동시키면서 절삭 대상을 압박할 뿐 아니라 톱 구동부가 후방으로 밀리는 현상을 방지할 수 있다.

이때, 톱 구동부를 유동하기 위한 수단은 관리 및 운용의 편의성을 위해 유압 실린더가 적용될 수 있다. 즉, 톱 구동부의 일 측에 유압 실린더를 장착하여 절삭 시 유압 실린더가 구동하면서 톱 구동부를 절삭 대상 측으로 점진적으로 이동시키는 구조로 이루어진다. 이때, 톱 구동부에 작용되는 반발력을 적절하게 관리하기 위해서는 유압 실린더를 보다 미세하게 유동시킬 수 있는 수단을 제공하는 것이 무엇보다 중요하다.

유압 시스템을 이용한 절삭 장치에 관한 선행기술로 한국 등록 특허 제 10-0938760호(발명의 명칭 : 유압시스템을 이용한 도로홈 절삭장치)가 등록되어 있다.

상기 선행기술은 몸체, 상기 몸체에 동력을 제공하는 동력수단, 상기 동력수단의 동력에 의해 회전하는 절삭커터, 상기 몸체 중심영역에 구비되어 상기 절삭커터의 절삭깊이를 조절하는 승강수단, 상기 몸체 하단 일 측에 구비되는 구동바퀴 및 상기 몸체에 구비되는 조작수단을 포함하여 도로상에 홈을 형성하는 절삭장치에 있어서, 상기 동력수단은, 상기 절삭커터와 제 1 연결부재로 연결되어 상기 절삭커터에 회전력을 제공하는 동력장치; 상기 몸체 일 측에 구비되고, 상기 승강수단 및 상기 구동바퀴에 동력을 제공할 수 있도록 상기 동력장치와 제 2 연결부재로 연결되어 유압을 발생시키는 유압펌프; 상기 몸체 일 측에 상기 유압펌프와 연결되도록 구비되고, 상기 유압펌프에 의해 생성된 상기 유압을 다시 회전에너지로 변환하여 상기 구동바퀴로 제공하는 유압모터; 및 상기 조작수단은, 상기 유압펌프 일 측과 연결되어 작동유를 상기 유압펌프에 공급하고 사용된 작동유를 회수하는 작동유 탱크; 상기 작동유 탱크와 연결된 유압펌프 타 측과 연결되고 상기 작동유를 공급받은 유압펌프에 의해 발생하는 유압을 일정하게 유지하는 릴리프밸브; 상기 릴리프밸브와 연결되어 유량을 제어하는 유량제어밸브; 상기 유량제어밸브와 상기 유압모터 사이에 구비되고 상기 유압모터에 공급되는 작동유의 방향 및 압력을 제어하여 상기 구동바퀴의 전후진을 제어하는 전후진레버; 및 상기 유량제어밸브와 상기 승강수단 사이에 구비되고 상기 승강수단에 공급되는 작동유의 방향 및 압력을 제어하여 상기 절삭깊이를 제어하는 상하레버;를 포함한 것을 특징으로 하는 유압시스템을 이용한 도로홈 절삭장치를 제시하고 있다.

상기 선행기술은 연계된 하나의 동력장치에 의해 절삭커터의 회전, 절삭 깊이의 조절 및 절삭장치의 이송이 이루어질 수 있지만, 유압 실린더의 구동을 위한 유체의 유량을 자동적으로 제어하거나 미세하게 조절할 수 있는 수단이 존재하지 않아 상술한 문제점이 따른다는 불편함이 존재한다.

따라서 상술한 문제를 해결하기 위해 보다 간편하고 직관적인 구조에 의해 자동적으로 유량 조절을 수행할 수 있는 톱날 절삭 장치를 개발할 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 톱이 장착된 헤드를 이동시키기 위한 유압 실린더의 유량을 조그셔틀의 작동으로 보다 간편하고 정밀하게 조절할 수 있는 절삭 장치를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 유압 실린더의 유압을 측정하는 유압 측정기를 통해 절삭 대상 별로 절삭 대상의 특성을 파악하여 학습된 데이터를 통해 조그셔틀의 회전을 자동으로 차등 조절하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 절삭이 진행되면서 유압이 하강되는 시점 및 패턴을 파악하여 이를 통해 조그셔틀의 회전을 차등 조절하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유압 실린더의 유량 조절 기능을 구비한 톱날 절삭 장치는, 절삭 대상을 절삭하는 톱이 장착된 헤드; 상기 헤드를 절삭 대상에 근접 내지 이격시키도록 상하 이동시키는 유압 실린더; 절삭 대상을 안착하는 베이스; 상기 유압 실린더의 작동을 위한 유체의 유량을 조절하는 조그셔틀을 구비하여 상기 헤드의 상하 이동을 제어하는 컨트롤러;를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨트롤러는, 상기 조그셔틀의 내측 저면에 연결된 샤프트와, 상기 샤프트를 자동으로 회전시키는 스텝모터를 구비한 구동부와, 절삭 대상의 재질, 중량, 사이즈를 포함한 절삭 대상 정보를 저장한 소재 데이터베이스 및, 상기 절삭 대상 정보에 따라 상기 스텝모터의 회전수를 차등 조절하는 구동 제어모듈을 포함한 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 유압 실린더는, 상기 유체의 유압을 측정하는 유압 측정기를 구비하고, 상기 컨트롤러는, 상기 절삭 대상의 절삭 과정에서 시간의 흐름에 따라 상기 절삭 대상 정보 별로 상기 유압에 대한 변화량을 학습하여 학습 정보를 생성하는 학습 수행모듈과, 상기 학습 정보의 유압에 대한 변화량을 분석하는 변화량 분석모듈을 포함하고, 상기 구동 제어모듈은, 상기 변화량 분석모듈의 분석 결과에 따라 유압을 증가시키도록 상기 스텝모터의 회전수에 가중치를 부여하는 가중치 부여부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유압 실린더의 유량 조절 기능을 구비한 톱날 절삭 장치에 의하면,

1) 절삭의 편의성을 위해 톱이 장착된 헤드를 이동시키기 위한 유압 실린더의 유량을 조그셔틀의 작동으로 보다 간편하고 정밀하게 조절할 수 있고,

2) 조그셔틀을 자동으로 조절 및 구동할 수 있으며,

3) 절삭 대상 별로 학습된 특성을 파악하여 절삭 대상마다 조그셔틀을 차등 구동할 수 있는 편의성을 제공할 뿐 아니라,

4) 절삭 대상의 절삭 시 발생하는 반발력으로 유압이 하강되는 시점을 파악하여 이 시점에 유압을 상승하도록 조그셔틀을 정밀하게 조절할 수 있다는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 절삭 장치의 기본 실시예를 촬영한 사진.
도 2는 본 발명의 컨트롤러의 조그셔틀을 촬영한 사진.
도 3은 조그셔틀을 자동 구동하기 위한 구성을 도시한 개념도.
도 4는 컨트롤러의 세부 구성을 도시한 블록도.
도 5는 본 발명의 유압에 따른 절삭 대상 정보 별 그래프의 일 실시예를 도시한 개념도.
도 6은 유압 그래프의 동조 구간 및 집중 구간의 일 실시예를 도시한 개념도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 절삭 장치의 기본 실시예를 촬영한 사진이고, 도 2는 본 발명의 컨트롤러의 조그셔틀을 촬영한 사진이다.

본 발명의 절삭 장치는 톱(11)이 장착된 헤드(10)와, 헤드(10)를 상하 이동시키는 유압 실린더(20) 및, 절삭 대상을 안착하는 테이블(30)과, 톱 구동은 물론 유압 실린더(20)의 유량을 조절하는 컨트롤러(100)로 이루어진 것을 기본으로 한다.

헤드(10)는 톱(11)이 장착되어 유압 실린더(20)에 의해 테이블(30)이나 지지대(40)로부터 기립되도록 지지된 것으로서, 이때 톱(11)은 띠톱이나 원형 톱 등 다양한 톱이 적용될 수 있다.

이러한 헤드(10)는 지지대(40)에 의해 바닥으로부터 기립되되 유압 실린더(20)에 의해 상하 이동되도록 지지된다.

유압 실린더(20)는 테이블(30)의 일 측 내지 지지대(40)로부터 기립된 것으로서, 헤드(10)를 상승 내지 하강시키는 기능을 수행한다.

주지의 사실과 같이, 유압이란 유압 실린더(20) 내부의 유체에 가해지는 압력을 의미하며, 유압 실린더(20)는 유체를 통해 실린더를 신축 구동시키는 역할을 수행하는바 본 발명의 유압 실린더(20)는 주지관용기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.

테이블(30)은 절삭 대상을 지지하는 것으로 상술한 지지대(40)와 연결되는데, 지지대(40)는 헤드(10) 및 테이블(30)을 바닥으로부터 안정적으로 지지할 수 있는 입체적 구조로 이루어진다.

컨트롤러(100)는 테이블(30)의 일 측에 구비된 것으로, 톱(11)의 구동은 물론 절삭 시 헤드(10)의 상하 위치를 조절하기 위하여 유압 실린더(20)의 작동을 위한 유체의 유량을 조절하는 기능을 구비한다. 특히, 유체의 유량은 작업자의 조작에 의해 조그셔틀(110)로 조절이 가능하다.

조그셔틀(110)은 컨트롤러(100)의 일 측에 회전 가능하게 구비된 것으로서, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전이 가능한데 회전각만큼 눈금이 표시되어 있어 다이얼링되는 회전각에 따라 유체의 기 설정된 유량 단위를 조절하는 기능을 수행할 수 있다.

이러한 절삭 장치에 따르면, 테이블(30)에 안착된 절삭 대상에 근접하도록 유압 실린더(20)를 하강 구동하여 톱(11)을 구동하여 절삭 대상을 절삭하는데, 절삭 대상의 절삭이 진행되면 헤드(10)가 점진적으로 하강할 필요가 있는데 이때 절삭 대상이 절삭되면서 반발력이 발생하므로 보다 디테일하게 유압 실린더(20)의 하강 구동을 도모해야 하며 바로 이 조그셔틀(110)을 통해 유압을 미세 조절하여 유압 실린더(20)의 디테일한 하강 구동을 구현할 수 있다.

도 3은 조그셔틀을 자동 구동하기 위한 구성을 도시한 개념도이다.

상술한 컨트롤러(100)는 조그셔틀(110)을 작업자의 수작업이 아닌 자동으로 구동하는 것도 가능한바, 이를 위하여 구동부(120), 데이터베이스(130), 구동 제어모듈(140)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 구동부(120)는 샤프트(121)와 스텝모터(122)를 구비한다.

샤프트(121)는 상기 조그셔틀(110)의 내측 저면에 연결되는 것이고, 스텝모터(122)는 샤프트(121)를 회전시키는 구동력을 제공한다.

여기서, 샤프트(121)는 스텝모터(122)에 의해 발생한 회전력을 제공받아 이를 조그셔틀(110)에 전달하는 역할을 수행하는 기계 구성으로서, 일반적으로 직선 방향으로 연장된 파이프의 형상을 가지며 샤프트(121)의 소재는 알루미늄 합금, 탄소섬유 합성물, 티타늄 합금 등일 수 있다. 스텝모터(122)가 작동되어 동력이 발생되면 이에 따라 샤프트(121)가 회전하게 되는 것이며, 이때 회전이라 함은 샤프트(121)의 축이 고정되어 있는 상태에서 360°스크류 회전하는 것을 의미한다. 이와 같이 샤프트(121)가 회전하면 이 샤프트(121)에 연결된 조그셔틀(110)이 스텝모터(122)의 회전량 및 회전수에 따라 자동으로 회전될 수 있고, 조그셔틀(110)이 회전된 만큼 소정 단위의 유량이 조절되면서 헤드(10)를 상승 또는 하강 구동하는 것이 가능하다.

데이터베이스(130)는 절삭 대상의 재질, 중량, 사이즈를 포함한 절삭 대상 정보가 저장된 데이터의 집합체로서, 이러한 절삭 대상 정보는 컨트롤러(100)와 연동된 별도의 데이터베이스 서버에 저장될 수 있다.

여기서 절삭 대상 정보라 함은 절삭 대상 별 특성을 저장한 정보에 관한 것으로서, 절삭 대상 정보에 대하여 예를 들어 설명하면 절삭 대상 A가 알루미늄 파이프라고 할 때, 재질은 알루미늄, 중량은 200g, 사이즈는 내경 46mm, 외경 50mm, 높이 50mm 일 수 있으며 이러한 A의 정보를 저장하여 후에 A의 절삭 시 이러한 절삭 대상 정보를 참고할 수 있다.

구동 제어모듈(140)은 상기 절삭 대상 정보에 따라 상기 스텝모터(122)의 회전수를 차등 조절하는 기능을 구비한다. 여기서, 절삭 대상의 재질, 중량, 밀도 등의 정보에 따라 절삭되는데 요구되는 회전수가 다르므로 데이터베이스(130)에 저장된 각각의 절삭 대상의 정보를 참고하여 스텝모터(122)의 회전수를 차등 조절할 수 있다.

이때 회전수에 대하여 예를 들어 설명하면, 절삭 대상 A를 절삭할 때 스텝모터가 1분에 1,000회 회전해야한다면 이때의 회전수는 1000rpm일 수 있으며, 절삭 대상 A보다 경도가 높은 절삭 대상 B를 절삭할 때의 회전수는 1500rpm일 수 있다. 즉, 본 발명의 절삭 장치는 절삭 대상의 재질, 경도 등에 따라 회전수를 차등 조절하여 조그셔틀(110)을 자동 구동하면서 유압 실린더(20)의 유압을 조절하여 헤드(10)를 미세하게 상하(구체적으로는, 하강) 구동시키면서 효율적으로 절삭 대상을 절삭할 수 있다.

도 4는 컨트롤러의 세부 구성을 도시한 블록도이고, 도 5는 본 발명의 유압에 따른 절삭 대상 정보 별 그래프의 일 실시예를 도시한 개념도이다.

더하여, 유압 실린더(20)는 상기 유체의 유압을 측정하는 유압 측정기를 구비할 수 있다.

유압 실린더(20) 내부에 압력을 측정할 수 있는 유압 측정기는 예를 들어 압력 센서 또는 압력계를 구비함으로써 유압을 측정할 수 있다. 여기서, 유압이 낮다는 의미는 유압 실린더(20) 내에 유체의 양이 적다는 뜻이고 유압이 높다는 의미는 유압 실린더(20) 내에 유체의 양이 많다는 의미이다. 이때, 유압은 헤드(10)의 상하 이동과 관련이 있으므로 유압이 높을수록 유압 실린더(20)의 상승 또는 하강(앞서 언급하였듯이, 구체적으로는 하강)하고자 하는 힘이 강하거나 속도가 증가한다는 의미로 해석될 수 있다.

이러한 유압 측정기와 연동하여, 컨트롤러(100)는 추가적으로 학습 수행모듈(150), 변화량 분석모듈(160)을 추가로 포함할 수 있다.

학습 수행모듈(150)은 상기 절삭 대상의 절삭 과정에서 시간의 흐름에 따라 상기 절삭 대상 정보 별로 상기 유압에 대한 변화량을 학습하여 학습 정보를 생성하는 기능을 제공한다. 즉, 절삭 대상을 절삭함으로써 변화되는 유압을 기록하고 저장함으로써 도 5와 같은 학습 정보를 생성하는 과정이다.

변화량 분석모듈(160)은 상기 학습 정보의 유압에 대한 변화량을 분석하는 역할을 수행하는 것으로서, 절삭 대상이 절삭되는 동안 유압의 증감량과 그 시점을 분석할 수 있고 더 나아가 특정 절삭 대상 별로 유압의 증감량을 시간의 흐름 별로 패턴 처리할 수도 있다. 이러한 변화량 분석모듈(160)은 예를 들어 유압 증감 시점, 증감된 유압량과 같은 각 분석 대상의 학습 정보를 기록한 뒤 표, 그래프 등의 시각적인 자료로 생성함으로써 분석하는 방법을 적용할 수 있다.

도 5를 참조하면, x축인 시간과 y축인 유압일 때 기울기가 급증하는 구간은 유압이 갑자기 증가하는 구간(즉, 헤드가 절삭 대상의 절삭을 위하여 하강 이동하는 속도가 급증하는 구간)이며 이러한 구간은 재질, 형상 등의 변화 등으로 인해 형성될 수 있다.

이에 대응하여, 컨트롤러(100)의 구동 제어모듈(140)은 가중치 부여부(141)를 포함할 수 있으며, 가중치 부여부(141)는 변화량 분석모듈(160)의 분석 결과에 따라 유압을 증가시키도록 스텝모터(122)의 회전수에 가중치를 부여하는 기능을 제공한다.

이때, 회전수에 가중치를 부여하는 시점은 절삭 대상이 절삭되는 과정에서 반발력이 발생하는 시점이고 이 시점에는 반발력에 대응하기 위하여 유압을 증가시켜야 하는데, 이는 앞서 언급한 바와 같이 변화량 분석모듈(160)의 분석 결과에 의해 반발력이 작용되는 시점을 특정하거나 아니면 상술한 바와 같이 특정 절삭 대상을 절삭시킬 때 절삭 대상의 반발에 따라 시간의 흐름 별로 유압이 감소된 것을 시간대별로 기록하여 얻어진 패턴 중 유압이 감소된 시점에서 유압을 증가시키기 위하여 스텝모터(122)의 회전수에 일정한 가중치를 부여할 수 있다. 이는 특히 절삭 대상의 반발력을 감안하여 원래 상승시켜야 할 유압보다 조금 더 증가될 수 있도록 유압 상승량을 조절하는 특성을 제공한다.

도 6은 유압 그래프의 동조 구간 및 집중 구간의 일 실시예를 도시한 개념도이다.

이에 더 나아가, 변화량 분석모듈(160)은 그래프 생성부(161), 피크 설정부(162), 동조 파악부(163), 집중 구간 지정부(164)를 포함할 수 있다.

그래프 생성부(161)는 상기 절삭 대상 정보 별 상기 유압에 대해 시계열로 배치한 그래프를 생성하는 역할을 수행한다. 이때, 그래프의 일 실시예를 도 5 및 도 6을 통해 도시하였으며 예시를 통해 상술하였듯이 x축은 시간, y축은 유압일 수 있으며 이때 시간의 단위는 1 초, 2 초, 0.1 초 등으로 다양하게 설정될 수 있다.

피크 설정부(162)는 상기 그래프에서 상기 스텝모터(122)가 회전되는 시간대에서 상기 유압이 하강된 시점을 로우 피크 시점으로 설정하는 역할을 수행한다.

이때, 유압이 하강된 시점이라 함은 도 4에 도시된 바와 같이 직전 시간과 비교하여 절삭 대상의 반발에 의해 유압이 낮아진 시점을 의미하며, 헤드(10)가 절삭 대상을 향해 하강하다가 상향 이동하거나 하강이 지연된 시점을 의미한다. 이때, 도 4와 같이 로우 피크는 한 그래프에 복수 개 설정될 수 있으며, 이러한 로우 피크는 절삭 대상의 재질, 형상의 특징에 따라 각자 다르게 형성될 수 있다.

동조 파악부(163)는 상기 그래프에서 상기 로우 피크 시점과 직전 시점 사이에 대한 구간의 기울기를 구한 다음 상기 기울기가 동일한 구간을 동조 구간으로 파악하는 기능을 제공한다.

도 6을 참조하여 예를 들어 설명하면, 로우피크 A와 직전 시점 사이의 기울기가 -3일 때(수치에 따라 기울기를 계산하면 -1.5bar/0.1초는 -15이지만, 도 4와 도 5를 통해 도시한 본 발명의 실시예에서는 최소 단위를 1로 설정하여 기울기를 -3으로 설정하였다) 같은 기울기를 가지는 로우피크 B를 동조 피크로 설정할 수 있으며, 이러한 로우피크 A와 B 사이의 구간을 동조 구간으로 파악할 수 있다.

이때, 한 그래프 내에서 동조 구간은 한 개 또는 복수 개로 설정될 수도 있으며, 정확히 같은 기울기가 존재하지 않을 때 가장 유사한 기울기를 가지는 로우피크를 동조 피크로 파악하여 이를 동조 구간으로 설정할 수도 있다, 더하여, 도 3과 같이 동조 피크가 A, B, C와 같이 2개 이상일 때 도 3에서는 A와 B사이를 동조 구간으로 설정하였지만, 관리자의 설정에 따라 A와 B 사이, B와 C사이, A와 C사이를 동조 구간으로 설정할 수 있으며 이에 대한 구체적인 제한은 두지 않는다.

집중 구간 지정부(164)는 상기 동조 구간이 복수일 경우 상기 기울기가 가장 낮은 동조 구간을 집중 구간으로 지정하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 한 그래프 내에서 기울기가 -3인 A 동조 구간과 기울기가 -3.2인 B 동조 구간이 존재한다고 할 때, 기울기가 더 낮은 B 동조 구간이 집중 구간이 될 수 있다.

이러한 집중 구간은 유압이 증가하고 있다가 유압이 감소한 시점으로서 앞서 언급하였듯이 절삭 대상의 반발에 기인한 것이며 추가적으로 절삭 대상의 재질, 형상 등의 특징에 따라 부가될 수 있다. 예를 들어, 절삭 대상의 내부에 경도가 높은 재질이 함유되어 있을 수 있으며 이 부분을 절삭할 때 순간적으로 로우 피크가 발생할 수 있다. 이때, 같은 로우 피크가 존재하는 사이의 구간을 집중 구간으로 설정할 수 있으며, 이러한 집중 구간에는 회전수를 더욱 높임으로써 효율적으로 절삭 대상을 절삭할 수 있다.

이에 따라 구동 제어모듈(140)은 상기 집중 구간 내의 각각의 단위 시간 별로 스텝모터(122)의 회전수에 가중치를 부여할 수 있다.

이러한 가중치는 다음의 수학식 1을 통해 산출될 수 있다.

수학식 1.

여기서,

는 가중치,

는 상기 집중 구간에서의

번째 단위 시간의 유압,

는 상기 집중 구간에서의 단위 시간의 개수,

는 단위 시간에 순차적으로 부여된 인덱스,

를 의미한다.

이때, 수학식 1은 집중 구간에서의 단위 시간에서의 유압을 기반으로 회전수에 부여하는 가중치를 산출하는 식이며, 도 5의 동조 구간이 집중 구간이라 할 때, 집중 구간은 0.4초 ~ 0.9초이므로 0.4초부터 순서대로 1, 2, 3, ... 6의 인덱스가 지정될 수 있다. 즉, 집중 구간 내에서 유압이 낮을수록(즉, 헤드의 하강 속도라 느릴수록) 가중치가 높아지며 이에 따라 스텝모터에 의한 회전수가 증가될 수 있다.

이때, 수학식 1에 도 5에 도시된 실시예를 적용하게 되면 가중치

는

에 따라 0.0063이 산출되며, 예를 들어 기존의 회전수가 1000rpm 이라면, 가중치

를 10,000으로 곱한 값을 이에 반영하여 1000rpm + 63rpm으로 회전수를 높일 수 있다. 이때, 상술한 예시는 가중치에 따라 회전수를 조절하는 하나의 예시에 불과하며 상황에 따라 가중치에 여러 조정 변수를 적용함으로써 지급 비율을 다양하게 조절할 수 있다.

이렇게 집중 구간 내의 단위 시간별 유압에 따라서 회전수에 가중치를 부여함으로써 가중된 회전수로 인하여 더욱 효율적인 절삭 과정을 진행할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유압 실린더의 유량 조절 기능을 구비한 톱날 절삭 장치의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

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10: 헤드 11: 톱
20: 유압 실린더 30: 테이블
40: 지지대 100: 컨트롤러
110: 조그셔틀 120: 구동부
121: 샤프트 122: 스텝모터
130: 데이터베이스 140: 구동 제어모듈
141: 가중치 부여부 150: 학습 수행모듈
160: 변화량 분석모듈 161: 그래프 생성부
162: 피크 설정부 163: 동조 파악부
164: 집중 구간 지정부

Claims (8)

1. 유압 실린더의 유량 조절 기능을 구비한 톱날 절삭 장치로서,
   절삭 대상을 절삭하는 톱이 장착된 헤드;
   상기 헤드를 절삭 대상에 근접 내지 이격시키도록 상하 이동시키는 유압 실린더;
   절삭 대상을 안착하는 테이블;
   상기 유압 실린더의 작동을 위한 유체의 유량을 조절하는 조그셔틀을 구비하여 상기 헤드의 상하 이동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하되,
   상기 컨트롤러는,
   상기 조그셔틀의 내측 저면에 연결된 샤프트와, 상기 샤프트를 자동으로 회전시키는 스텝모터를 구비한 구동부와, 절삭 대상의 재질, 중량, 사이즈를 포함한 절삭 대상 정보를 저장한 소재 데이터베이스 및, 상기 절삭 대상 정보에 따라 상기 스텝모터의 회전수를 차등 조절하는 구동 제어모듈을 포함하고,
   상기 유압 실린더는, 상기 유체의 유압을 측정하는 유압 측정기를 구비하고,
   상기 컨트롤러는,
   상기 절삭 대상의 절삭 과정에서 시간의 흐름에 따라 상기 절삭 대상 정보 별로 상기 유압에 대한 변화량을 학습하여 학습 정보를 생성하는 학습 수행모듈과, 상기 학습 정보의 유압에 대한 변화량을 분석하는 변화량 분석모듈을 포함하고,
   상기 구동 제어모듈은,
   상기 변화량 분석모듈의 분석 결과에 따라 유압을 증가시키도록 상기 스텝모터의 회전수에 가중치를 부여하는 가중치 부여부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 톱날 절삭 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 변화량 분석모듈은,
   상기 절삭 대상 정보 별 상기 유압에 대해 시계열로 배치한 그래프를 생성하는 그래프 생성부 및,
   상기 그래프에서 상기 스텝모터가 회전되는 시간대에서 상기 유압이 하강된 시점을 로우 피크 시점으로 설정하는 피크 설정부와,
   상기 그래프에서 상기 로우 피크 시점과 직전 시점 사이에 대한 구간의 기울기를 구한 다음 상기 기울기가 동일한 구간을 동조 구간으로 파악하는 동조 파악부 및,
   상기 동조 구간이 복수일 경우 상기 기울기가 가장 낮은 동조 구간을 집중 구간으로 지정하는 집중 구간 지정부를 포함하고,
   상기 구동 제어모듈은,
   상기 집중 구간 내의 각각의 단위 시간 별로 스텝모터의 회전수에 가중치를 부여하는 것을 특징으로 하는, 톱날 절삭 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 가중치는,
   다음의 수학식 1을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는, 톱날 절삭 장치.
   수학식 1.

   

   
   (여기서,

   

   는 가중치,

   

   는 상기 집중 구간에서의

   

   번째 단위 시간의 스텝모터의 회전수,

   

   는 상기 집중 구간에서의 단위 시간의 개수,

   

   는 단위 시간에 순차적으로 부여된 인덱스,

   

   )
   
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